蔬菜中揮發(fā)性硫化物和甲酸乙酯測(cè)定、殺蟲(chóng)活性及前體降解研究.pdf

1、溴甲烷替代研究是當(dāng)前有害生物控制領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之一,研究開(kāi)發(fā)新的替代熏蒸劑,重新評(píng)估已有熏蒸劑,是溴甲烷替代研究工作的重點(diǎn)。揮發(fā)性硫化物(VSVs)氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、二甲基二硫(DMDS)和甲酸乙酯(EtF)與廣泛使用的溴甲烷都是重要的化學(xué)熏蒸劑,在防治有害生物方面發(fā)揮著重要作用。氧硫化碳(COS)已于上個(gè)世紀(jì)九十年代在澳大利亞登記使用,甲酸乙酯作為環(huán)境友好的糧食熏蒸劑,其制劑產(chǎn)品VapormatTM已在澳大利亞登

2、記使用。同時(shí),揮發(fā)性硫化物(VSCs)具有沸點(diǎn)低、嗅閾值低(PPb級(jí))、化學(xué)活性強(qiáng),穩(wěn)定性差等特點(diǎn),其采樣和分析技術(shù)是國(guó)際公認(rèn)的難題。為了解決揮發(fā)性硫化物(VSCs)和甲酸乙酯(EtF)檢測(cè)的技術(shù)難題,明確蔬菜中揮發(fā)性硫化物(VSCs)和甲酸乙酯(EtF)的自然含量對(duì)熏蒸劑殘留檢測(cè)的影響,有效降低CO2增效作用對(duì)熏蒸劑毒力的影響,篩選出有潛力的溴甲烷替代熏蒸劑,解決甲酸乙酯應(yīng)用推廣的技術(shù)難題,明確植物體中揮發(fā)性硫化物(VSCs)的前體降

3、解情況,揭示揮發(fā)性硫化物(VSCs)與前體之間的代謝關(guān)系,作者開(kāi)展了蔬菜中揮發(fā)性硫化物(VSCs)和甲酸乙酯(EtF)檢測(cè)技術(shù)、殺蟲(chóng)活性及前體降解研究。該研究可為進(jìn)口食品揮發(fā)性硫化物(VSCs)及甲酸乙酯(EtF)熏蒸劑殘留檢測(cè)提供技術(shù)支持,還可應(yīng)用其它科學(xué)領(lǐng)域中的揮發(fā)性硫化物(VSCs)和甲酸乙酯(EtF)檢測(cè)。該研究將為溴甲烷替代熏蒸劑研究和有毒有害物質(zhì)控制等方面提供技術(shù)支持,對(duì)溴甲烷替代熏蒸劑開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有十分重要意義。主要研究結(jié)

4、果如下： 1、甲酸乙酯(EtF)和二甲基二硫(DMDS)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)具有良好的控制作用,應(yīng)加快甲酸乙酯替代溴甲烷防治倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用,同時(shí),二甲基二硫(DMDS)是很有潛力的倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)防治熏蒸劑,要深入進(jìn)行二甲基二硫(DMDS)控制有害生物的技術(shù)研究,以期獲得新的溴甲烷替代熏蒸劑。 2、利用循環(huán)熏蒸系統(tǒng)(FTFS)測(cè)定了甲酸乙酯(EtF)、二甲基二硫(DMDS)和甲硫醚(DMS)對(duì)米象Sitophilus oryzae(L.

5、)、赤擬谷盜Triboliumcastaneum(Cherbst)和谷蠹Rhyzopertha dominica (F.)三種主要倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)的成蟲(chóng)及混合蟲(chóng)態(tài)的熏蒸作用。循環(huán)熏蒸系統(tǒng)(FTFS)可以保持恒定的熏蒸劑濃度和較低的CO2濃度,有效解決了CO2增效作用對(duì)研究結(jié)果的影響,所取得甲酸乙酯(EtF)、二甲基二硫(DMDS)和甲硫醚(DMS)的毒力數(shù)據(jù)更真實(shí)準(zhǔn)確。 在25℃,相對(duì)濕度70％的條件下,甲酸乙酯(EtF)熏蒸處理6h對(duì)

6、米象、赤擬谷盜和谷蠹成蟲(chóng)具有良好的控制作用,Ct50分別為107.8,108.8和72.8mg h L-1。相同試驗(yàn)條件下甲酸乙酯(EtF)43.34、80.72、99.08、117.74、146.49mg/L熏蒸處理6h,對(duì)赤擬谷盜和谷蠹混合蟲(chóng)態(tài)有很好的控制作用；80.72、99.08、117.74、146.49mg/L處理對(duì)米象的混合蟲(chóng)態(tài)殺蟲(chóng)效果較好,但對(duì)米象的蛹滅殺效果較差。 在25℃,相對(duì)濕度50％的條件下,二甲基二硫(

7、DMDS)15.69、17.02、17.80、18.02mg/L熏蒸處理6h對(duì)三種倉(cāng)儲(chǔ)害蟲(chóng)的LC50值分別為16.86mg/L、16.95mg/L、15.31mg/L。在相同試驗(yàn)條件下,甲硫醚(DMS)5 1.81、53.02、53.51、54.50mg/L熏蒸處理6h對(duì)赤擬谷盜成蟲(chóng)有較高控制作用,但對(duì)米象成蟲(chóng)無(wú)作用,谷蠹成蟲(chóng)對(duì)甲硫醚(DMS)也不敏感,LC50為51.11mg/L。 3、采取程序升溫、優(yōu)化色譜條件、確定響應(yīng)指數(shù)

8、等方法,建立了硫化氫(H2S)、氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、甲硫醚(DMS)、二甲基二硫(DMDS)五種揮發(fā)性硫化物(VSCs)良好分離的HS-GC-PFPD測(cè)定技術(shù)；利用程序升溫等色譜分析技術(shù),初步建立了蔬菜中甲酸乙酯(EtF)及其降解產(chǎn)物甲酸和乙醇的HS-GC-FID測(cè)定技術(shù)。 4、利用上述技術(shù)測(cè)定了十字花科的花椰菜(Broccoli)、白菜花(Cauliflower)、卷心菜(Cabbage)、蘿卜(Radis

9、h);菊科的生菜(Lettuce)和百合科的大蒜(Garlic)六種常見(jiàn)蔬菜中揮發(fā)性硫化物(VSCs)和甲酸乙酯(EtF)的自然含量及在酸性條件下的釋放量。 蔬菜中的揮發(fā)性硫化物(VSCs)和甲酸乙酯(EtF)在水和鹽酸中是一個(gè)動(dòng)態(tài)和緩慢的釋放過(guò)程,其總量和種類相對(duì)比較豐富,蔬菜中甲酸乙酯(EtF)的自然含量和揮發(fā)性硫化物(VSCs)種類及含量差別較大,蔬菜不同部位的揮發(fā)性硫化物(VSCs)和甲酸乙酯(EtF)的自然含量不同。

10、 在水中,蔬菜釋放的揮發(fā)性硫化物(VSCs)主要以氧硫化碳(COS)、甲硫醚(DMS)和二甲基二硫(DMDS)為主,蔬菜中硫化氫(H2S)、氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、甲硫醚(DMS)、二甲基二硫(DMDS)和甲酸乙酯(EtF)含量分別在0.12～1.11mg/kg、0.05～4.98mg/kg、0.07～8.11mg/kg、0.08～3.53mg/kg、0.001～3.25mg/kg、0.04～0.71mg/kg之間

11、,蘿卜中的氧硫化碳(COS)和甲硫醚(DMS)含量較高,蘿卜葉的硫化氫(H2S)含量、花椰菜中二硫化碳(CS2)含量、大蒜中的二甲基二硫(DMDS)含量和生菜中的甲酸乙酯(EtF)含量較高。 在酸性條件下,蔬菜主要釋放出甲硫醚(DMS)、氧硫化碳(COS)、二甲基二硫(DMDS)及部分二硫化碳(CS2)揮發(fā)性硫化物(VSCs)和甲酸乙酯(EtF),在5hrs內(nèi)釋放出的揮發(fā)性硫化物(VSCs)的量較小,蘿卜中的氧硫化碳(COS)和

12、二甲基二硫(DMDS)釋放量較高,花椰菜中甲硫醚(DMS)釋放量、生菜中的二硫化碳(CS2)和甲酸乙酯(EtF)釋放量較高。在酸性條件下,蔬菜中甲硫醚(DMS)和甲酸乙酯(EtF)的釋放量高于在水中的釋放量,分別為0.08～12.18mg/kg和0.04～7.32mg/kg：蔬菜中氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)和二甲基二硫(DMDS)的釋放量低于在水中的釋放量。 5、初步探明了蔬菜中揮發(fā)性硫化物(VSCs)前體降解動(dòng)態(tài)。

13、利用“黑箱方法”將含硫氨基酸(SCAA)和硫甲基蛋氨酸(SMM)代謝和降解的復(fù)雜過(guò)程簡(jiǎn)化,選擇蛋氨酸(Met)、胱氨酸(Cystine)、半胱氨酸(Cys)三種含硫氨基酸(SCAA)和硫甲基蛋氨酸(SMM)作為揮發(fā)性硫化物(VSCs)的可能前體,采用HS-GC-PFPD技術(shù),研究蔬菜中揮發(fā)性硫化物(VSCs)前體的降解。結(jié)果表明：含硫氨基酸(SCAA)和硫甲基蛋氨酸(SMM)是蔬菜中揮發(fā)性硫化物(VSCs)的重要前體物質(zhì)。在不同條件下,

14、含硫氨基酸(SCAA)產(chǎn)生的揮發(fā)性硫化物(VSCs)種類和釋放量有明顯差異,在不同時(shí)間揮發(fā)性硫化物(VSCs)釋放量也存在明顯差異。硫甲基蛋氨酸(SMM)是蔬菜中甲硫醚(DMS)主要的前體物質(zhì),胱氨酸(Cystine)是蔬菜中甲硫醚(DMS)的前體物質(zhì)之-。在酶存活和酶失活的情況下,半胱氨酸(Cys)和胱氨酸(Cystine)均可顯著減少蔬菜中的氧硫化碳(COS)釋放量。在酶存活的情況下, 氧硫化碳(COS)、甲硫醚(DMS)和二甲基二