FSHW | 枸杞种植加工过程中呋虫胺及其代谢物的残留行为及膳食暴露风险评估

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Part.01

Introduction

枸杞作为药食同源产品，具有明目降脂、增强免疫等多种保健功效。枸杞病虫害的化学防治仍以农药防治为主，易导致农药残留。呋虫胺作为新烟碱类农药杀虫剂，因高效，低毒，广谱等被广泛应用。本研究系统评估了枸杞种植及加工过程中呋虫胺及其代谢物（UF和DN）的残留行为和膳食风险。通过田间试验，研究了不同施药剂量下呋虫胺在枸杞生长过程中的残留动态，进一步研究了枸杞农药残留加工因子（PFs）和生物可给性，并开展了枸杞农药残留膳食风险暴露评估。本研究结果为枸杞种植过程中化学农药的合理使用提供了数据支撑。

Part.02

Results and Discussion

田间施药剂量采用呋虫胺推荐剂量和2倍剂量，初始沉积量分别为0.245和0.480 mg/kg，施用14 d后，降解率为73.18%～84.28%。田间消解动态均符合一级动力学方程，半衰期分别为11.36 d和9.76 d。呋虫胺的主要代谢产物DN和UF的浓度随取样时间呈“先增后减”趋势，主要原因是随着时间推移，DN和UF的降解速度快于其生成速度。其中DN残留量大于UF，在28 d后仍有一定的残留量，高达19.76 μg/kg。DN可能由呋虫胺和UF的降解和转化形成，UF浓度在第1 d开始下降，而DN浓度在第7 d达到最大值，两种代谢物的总浓度在第7 d开始下降（图2）。

图1 枸杞加工过程

图2 枸杞中呋虫胺及其代谢物的残留消解动态

开展了枸杞在干燥、煎煮、浸泡等过程中农药迁移转化行为研究（图3）。在烘箱干燥过程中，随着干燥时间的延长和干燥温度的升高，呋虫胺残留量缓慢增加。然而，随着干燥温度升高到60 ℃，干燥时间增加到20 h，呋虫胺浓度略有下降，这可能是由于农药的耗散速率大于枸杞的失水速率，从而导致浓度效应。日晒干燥对呋虫胺的浓缩效果最小（106.55%），烘箱干燥的浓缩效果最小（108.12%～133.79%）。由图3C可知，枸杞烘箱干燥使UF和DN残留浓度降低90.29%~100%。晒干后，UF和DN的残留浓度分别下降了88.02%（3.5 μg/kg）和79.20%（1.53 μg/kg）。煎煮工艺使枸杞中呋虫胺残留量减少了87.48%。初始煎剂中，呋虫胺从浸泡过的枸杞向煎剂的转移率为45.23%。二次煎煮后的呋虫胺去除率达69.08%。在枸杞冲泡过程中，农药大多残留在残留物中。随着冲泡时间的延长，UF在冲泡液中的残留浓度增加，其残留行为与呋虫胺相似（图3E）。而冲泡枸杞渣中UF浓度降低，枸杞冲泡液残留量中DN浓度差异不显著（P＜0.05）（图3F）。在酒精浸泡液中，呋虫胺残留量在不同酒精度的酒精中表现出不同的残留行为。随着酒精度升高至53%，呋虫胺残留显著增加（P＜0.05）。枸杞酒渣中的呋虫胺残留量低于酒精浸泡液中的呋虫胺残留量，可能是由于呋虫胺主要残留在枸杞表面，大部分溶解在酒精浸泡液中。

基于动态体外仿生消化系统模型开展了农药生物可给性研究。在口腔、胃、肠道三个消化阶段，呋虫胺的生物可给性依次为肠（18.20%～88.08%）、胃（5.45%～86.72%）和口腔（23.18%），且随着消化时间的延长，生物可给性逐渐降低（图3I）。

图3 （A）不同烘箱干燥温度和时间对枸杞中呋虫胺残留的影响；（B）晒干对枸杞中呋虫胺残留的影响；（C）不同烘箱干燥温度和时间对2倍剂量下枸杞中DN的影响；（D）冲泡对枸杞中呋虫胺残留的影响;（E）冲泡对枸杞中UF残留的影响；（F）冲泡对枸杞中DN残留量的影响；（G）煎煮对枸杞中呋虫胺及其代谢产物的影响；（H）酒精浸泡对枸杞中呋虫胺残留的影响；（I）枸杞中呋虫胺在不同消化阶段的生物可给性

枸杞煎煮液、冲泡液和酒精浸泡液中呋虫胺的风险商（HQ）范围为5.71×10−6~2.39×10−4，经煎煮、冲泡、酒精浸泡处理的呋虫胺HQ均<1，说明枸杞经过加工后残留的呋虫胺对人体的膳食摄入风险属于可接受范围。

Part.03

Conclusion

枸杞干燥过程造成呋虫胺残留浓度增加，煎煮对呋虫胺残留去除率较冲泡法更高。在酒精浸泡过程中，呋虫胺残留在乙醇含量较高的酒精中。通过煎煮，冲泡和酒精浸泡后呋虫胺对人体的急性和和慢性摄入风险可忽略。研究结果将为枸杞种植过程中农药的合理使用提供数据支撑。

一

肖欧丽，女，中国农业科学院植物保护研究所2022级博士研究生，目前以第一作者发表SCI论文3篇。

孔志强，中国农业科学院植物保护研究所经济作物真菌病害监测与防控创新团队骨干成员，副研究员，硕士生导师，国家中药材产业技术体系质量与品质综合评价岗位科学家，入选北京市科技新星人才支撑计划，“青年英才计划”所级培育工程。主要从事中药材质量安全品质评价和病害防控技术研究，主持国家重点研发计划-政府间国际合作项目、国家自然科学基金面上项目、青年项目等10余项，以第一或通讯作者在Journal of Hazardous Materials，Food Chemistry，Journal of Agricultural and Food Chemistry，Food Control等期刊发表SCI论文30余篇，主编著作《食品加工及环境中农药残留行为及毒理学研究》一部，参编《中国药用植物病害图鉴》等著作。担任Journal of Natural Pesticide Research副主编、Food & Medicine Homology期刊青年编委、中国中药协会中药生物工程技术及产品研发专业委员会常务委员，中国中药协会中药材检测认证技术专业委员会委员等。

Residue behaviors and dietary risk assessment of dinotefuran and its metabolites in Lycium barbarum from farm to fork

Ouli Xiaoa,1, Minmin Lib,1, Jieyin Chena,c, Ran Wangd,*, Xiaofeng Daia,c,*, Zhiqiang Konga,c,*

a State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China

b Key Laboratory of Agro-products Quality and Safety Control in Storage and Transport Process, Ministry of Agriculture and Rural Affairs; Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China

c Western Agricultural Research Center, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Changji 831100, China

d Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097, China

1 Both authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

Lycium barbarum, known as wolfberry or goji berry, is consumed by humans as a medicine and a food homology product. Conventionally grown wolfberry is often treated extensively with pesticides, which could pose a hazard to humans. Here, the degradation dynamics of dinotefuran and its 2 metabolites (1-methyl-3-(tetrahydro-3-furylmethyl) urea (UF) and 1-methyl-3-(tetrahydro-3-furylmethyl) guanidine (DN)), during wolfberry cultivation and processing was investigated. The half-life (T1/2) of dinotefuran was 11.36 and 9.76 days, respectively, under the recommended dosage and double the recommended dosage. During the oven and sun drying processes, processing factors (PFs) of dinotefuran were 1.07−1.34, implying the enrichment of pesticide residues. Decoction process made the removal rate of dinotefuran reach 87.48%, which is higher than that of the brewing process (14.7%), while dinotefuran remained in the wine with high ethanol content in the alcohol soaking process. The hazard quotient (HQ) of dinotefuran, as determined via dietary risk assessment combined with PFs, was < 1, indicating an acceptable risk for human consumption. Bioaccessibility of dinotefuran in the three digestive stages were intestinal (18.20%−88.08%) > gastric (5.45%−86.72%) > oral (23.18%) via in vitro simulated digestive system. These findings provide scientific evidence for reasonable application and risk assessment of dinotefuran residues in wolfberry.

Reference:

XIAO O L, LI M M, CHEN J Y, et al. Residue behaviors and dietary risk assessment of dinotefuran and its metabolites in

Lycium barbarum

本文编译内容由作者提供

编辑：梁安琪；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意

为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学协办的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。

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