介质阻挡放电低温等离子体降解水中吡虫啉、啶虫脒和三唑磷的研究

为探究介质阻挡放电低温等离子体对吡虫啉、啶虫脒和三唑磷的降解作用,本研究构建水模拟体系,研究放电电压、时间、农药初始浓度和pH等因素对三种农药降解效果的影响,分析降解动力学,并在鉴定降解产物的基础上分析农药的降解途径。结果表明:低温等离子体能够有效降解水模拟体系中的三种农药残留;相同条件下,三种农药的降解率依次为:三唑磷>吡虫啉>啶虫脒;在本研究条件下,提高放电电压、延长放电时间、降低农药初始浓度有利于提高三种农药的降解率;碱性条件更有利于吡虫啉和啶虫脒的降解,而酸性条件更有利于三唑磷的降解;当放电电压为13.6 kV、时间5 min、农药浓度为1.9 mg/L时,吡虫啉、啶虫脒和三唑磷的降解率达到最大值,分别为62.5%（pH9.0）、42.4%（pH9.0）和94.5%（pH3.0）;低温等离子体作用下三种农药的降解符合一级动力学模型（R2≥0.90）;分别鉴定出吡虫啉和啶虫脒的降解产物各7种、5种;吡虫啉和啶虫脒降解产物的形成主要经历了分子中C-H、C-N等键的断裂和羟基自由基氧化取代的过程。     

微酸性电解水对溶液体系中有机磷农药的降解机制及途径分析研究

目的研究对硫磷、甲基对硫磷和乐果对微酸性电解水的敏感性,检测其降解产物并推断降解过程。方法以对硫磷、甲基对硫磷和乐果标准品单一组分为研究对象,通过调节反应时间、微酸性电解水有效氯浓度和有机磷农药的初始浓度,采用气相色谱-质谱联用法检测有机磷农药的降解产物。对有机磷农药在微酸性电解水主要活性成分次氯酸和羟自由基作用下的降解途径进行了分析。结果在反应时间30 s下,有效氯浓度为5.66 mg/L时,对硫磷、甲基对硫磷和乐果的降解率均能达到100%。并检测到对硫磷和甲基对硫磷的直接降解产物对氧磷和甲基对氧磷。结论微酸性电解水能够有效降解有机磷农药,并对HOCl和·OH共同作用于有机磷农药这一降解途径做出假设。该研究对于电解水在消除果蔬有机磷农药残留的应用具有一定的理论意义。     

白菜中二硫代磷酸酯类有机磷农药降解动力学研究

培养8 叶期无菌白菜幼苗,添加5 种二硫代磷酸酯类有机磷农药（马拉硫磷、乐果、甲拌磷、乙拌磷及特丁硫磷）,用气相色谱及液相色谱-质谱联用法检测二硫代磷酸酯类农药及O,O-二甲基二硫代磷酸酯残留量。结果表明：二硫代磷酸酯类农药的含量在实验过程中呈减少的趋势,农药在样本培养过程被逐渐降解,10 d内降解水平为13.4%～65.0%,无菌苗添加药物组降解速率明显低于正常培养添加药物对照组。使用一级反应动力学模型对农药代谢动力学进行评价,无菌条件下马拉硫磷降解速率最快,降解速率常数为0.034 67,降解半衰期为19.9 d,特丁硫磷降解速率常数最小,降解速率常数为0.007 17,降解半衰期为96.7 d,乐果、甲拌磷及乙拌磷相对稳定,但降解动力学差别较大。     

牛奶中7种有机磷农药及其热降解的GC分析研究

对牛奶中的敌百虫、甲拌磷、久效磷、乐果、倍硫磷、马拉硫磷和甲基对硫磷的毛细管气相色谱检测条件改进,并研究这7种有机磷农药在的热降解.利用丙酮-乙腈(体积比为1:4)提取液萃取牛奶样品中的七种有机磷农药,程序升温毛细管气相色谱法测定,7种有机磷农药的平均回收率为78.2%～125.9%.检出限为0.006～0.02 mg/kg.80 ℃和100℃模拟加热处理牛奶样品,分析结果表明加热处理促进7种有机磷农药降解,80℃时它们的半衰期为4.8～8.6 h,而100℃时则减少至4.0-6.0 h.整体上看,倍硫磷、马拉硫磷和甲基对硫磷的稳定性较差,较容易降解.     

臭氧对3种有机磷农药残留降解效果的研究

农药残留超标是目前影响我国果蔬质量和食品安全性的一大问题.以甲胺磷、敌敌畏[0,0-二甲基-0-(2,2-二氯乙烯基)磷酸酯]、久效磷这3种有机磷农药为研究对象,利用不同质量浓度的臭氧,采用不同作用时间,进行了有机磷农药的降解试验.试验中发现,臭氧与上述有机磷混合后适当的振荡,有利于农药降解.试验结果表明,初始浓度为1.17 mg/L的臭氧水可以较好的降解水中和苹果上的这3种有机磷农药.     

发酵剂对全脂酸奶中9种有机磷农药的降解作用

目的 研究2种直投式发酵剂对全脂酸奶发酵时9种有机磷农药降解的影响。方法 42 ℃下发酵不同时间的全脂酸奶样品, 经萃取和净化处理后, 气相色谱法定量分析9种有机磷农药残留, 并计算有机磷农药降解动力学常数。结果 在发酵过程中9种有机磷农药残留量呈现逐步降低趋势。全脂酸奶发酵时9种有机磷农药的降解速率常数为0.0200~0.0364 h-1, 而其在全脂乳中的降解速率常数仅为0.0126~0.0191 h-1。9种有机磷农药中, 敌敌畏的降解速率常数较大而马拉硫磷的降解速率常数较小。结论 全脂酸奶发酵时2种发酵剂对9种有机磷农药的降解有不同程度的促进作用, 敌敌畏较易降解而马拉硫磷较稳定。     

强酸性电解水降解对硫磷动力学模型及降解产物

为探明强酸性电解水(Strong acidic electrolyzed water,AcEW)对对硫磷的降解规律,在模拟水环境内进行了降解实验。结果显示,随着反应时间的延长或AcEW的有效氯质量浓度(ACC)的增加,对硫磷的降解效率将增加。AcEW对对硫磷的降解反应符合化学一级反应动力学及二级动力学模型。对硫磷在AcEW(pH3.0、有效氯浓度2 mg/L)中的一级反应动力学方程为ln([parathion]t/[parathion]0)=-0.0099t。通过GC-MS(气相色谱-质谱联用仪)分析,对硫磷被AcEW降解后的产物为对氧磷和4-硝基苯酚。在AcEW中,对硫磷可能的降解途径为对硫磷-对氧磷-4-硝基苯酚-小分子有机物-无机物。     

臭氧和碱水降解枸杞中四种有机磷农药残留技术对比研究

枸杞中有机磷农药残留超标成了影响其品质的问题。通过臭氧处理和碱处理对比研究,观察两种方法对枸杞中敌敌畏、乐果、马拉硫磷、三唑磷这四种有机磷农药残留的降解效果。实验结果表明,臭氧和碱水对以上四种有机磷农药均有不同程度的降解作用,其中臭氧对枸杞中敌敌畏的降解率达到了97.83%,碱水对枸杞中敌敌畏的降解率达到了98.68%。     

低温放电等离子体对葡萄干中赭曲霉毒素A的降解效果及降解机理

采用低温放电等离子体对葡萄干中赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)进行降解,研究不同时间下初始质量浓度、放电电压对葡萄干中OTA降解率的影响。结果表明,葡萄干中初始质量浓度为50?μg/mL的OTA经等离子体在放电电压75 kV时处理10 min被完全降解。利用高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱检测并鉴定经低温放电等离子体处理的OTA降解产物,结合一级和二级质谱,推测出相对分子质量分别为m/z 426.071 5(B)和m/z 158.154 0(C)的2种主要降解产物结构及OTA可能的降解路径。等离子体处理前后葡萄干的理化品质没有发生显著变化,挥发性物质除酸类物质中3-甲基丁酸、乙酸、辛酸含量有明显的下降,甲酸、戊酸、2-乙基己酸含量有明显上升外,大部分的酸、醛、醇和酮类物质的相对含量未出现明显变化。研究结果表明低温放电等离子体可以有效地降解OTA,并对葡萄干品质没有显著影响,可为OTA污染的食品降解研究提供参考。     

臭氧和碱水降解枸杞中四种有机磷农药残留技术对比研究

枸杞中有机磷农药残留超标成了影响其品质的问题。通过臭氧处理和碱处理对比研究,观察两种方法对枸杞中敌敌畏、乐果、马拉硫磷、三唑磷这四种有机磷农药残留的降解效果。实验结果表明,臭氧和碱水对以上四种有机磷农药均有不同程度的降解作用,其中臭氧对枸杞中敌敌畏的降解率达到了97.83%,碱水对枸杞中敌敌畏的降解率达到了98.68%。      

薹菜风味物质的顶空固相微萃取-气质联用分析

利用顶空固相微萃取和气相色谱- 质谱联用分析技术,对春、秋两个季节栽培的3 个薹菜品种进行风味物质成分分析。共检测鉴定出了腈类、酯类、醛类、酮类、醇类等11 类化合物。其中(E)-2- 丁烯酸二乙酯、1-丁烯基-4- 异硫氰酸酯、2,4- 已二烯-1- 醇、3- 己烯-1- 醇、(E,E)-2,4- 己二烯醛、2- 己烯醛、3- 戊烯腈、苯丙腈和2- 苯乙基异硫氰酸是薹菜的主要风味物质。不同品种和不同的栽培季节薹菜的风味物质构成不同。     

Cold plasma as a tool for the elimination of food contaminants: Recent advances and future trends

Abstract

Food contaminants are challenging the food industry due to the inefficiency of conventional decontamination techniques. Cold plasma as an emerging technique for the degradation of food contaminants attracted notable attention. The current study overviews the plasma-induced degradation of food contaminants, discusses the mechanisms involved, points its benefits and drawbacks out, highlights the research needed in this area, and explores future trends. According to the literature, cold plasma efficiently degraded many common pesticides (e.g. parathion, paraoxon, omethoate, dichlorvos, malathion, azoxystrobin, cyprodinil, fludioxonil, cypermethrin, and chlorpyrifos) and food allergens (e.g. tropomyosin, b-conglycinin, glycinin, trypsin inhibitor, and Kunitztype trypsin inhibitor). These degradations occurred primarily due to the presence of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) in the plasma that attack the chemical bonds of food contaminants. The type of pesticide degrades are highly dependent on the concentrations of plasma-generated ROS and RNS. Research showed that several parameters, such as plasma generation device, plasma exposure time, plasma power, and the carrier gas composition, influence the type and concentration of reactive species (e.g. ROS and RNS) and the overall efficiency of cold plasma degradation for a specific pesticide or allergen.

• Highlights

• Cold plasma can be used for degradation of many types of pesticides and allergens.

• Plasma-generated reactive species and UV can interact with pesticides and allergens.

• The scaled up removal of pesticides and allergens by plasma can be challenging.

     

脉冲放电等离子体降解壳聚糖的研究

以壳聚糖浓度、乙酸浓度、极板间距和处理时间为影响因素,采用脉冲放电等离子体法制备低聚壳聚糖,并利用红外光谱法（FT-IR）和X-衍射（X-ray）进行结构表征。实验结果表明,脉冲放电等离子体可以用来制备低聚壳聚糖,降解效果与处理时间成正比;与壳聚糖浓度、乙酸浓度、极板间距成反比;在壳聚糖浓度0.3%、乙酸浓度0.5%、极板间距2mm、处理时间180min条件下,壳聚糖黏均分子量为298.87ku,降解率达73.74%。降解过程中,壳聚糖分子结构中部分-NH2可能被破坏,壳聚糖结晶结构被显著破坏。      

植物源农产品中农药残留降解技术研究进展

农药作为重要的农业生产资料,在保障农业生产率和农民增收等方面贡献显著。然而伴随农药使用量的增加,农药不合理、不规范使用造成的农药残留问题对人类健康、环境质量和农业可持续发展的影响不容忽视,农药残留降解技术是农产品降残降毒的一个重要研究领域。本文综述了目前植物源农产品中残留农药的降解技术研究概况,主要包括生物降解、物理降解、化学降解等技术。其中生物技术主要包括微生物降解、酶降解、基因工程菌降解以及植物调节因子辅助降解等,物理技术包括超声波降解、吸附去除、电离辐射以及冷等离子体降解等,化学技术则包括光化学降解、氧化分解以及电化学技术等,这些技术为解决农产品和环境中农药残留问题提供了科学基础和理论支撑。本文对上述技术的发展和应用前景进行了展望,为后续技术的优化和推广提供合理参考。     

低温等离子体对黄曲霉毒素B1的降解效能

目的:确定低温等离子体降解黄曲霉毒素B₁（Aflatoxin B₁，AFB₁）最佳工艺条件，并探究其在农产品中应用的可行性。方法:选取低温等离子体不同激发条件（峰值电压、工作频率、作用时间），研究其对溶液中AFB₁的降解效果。通过Center Composite Design（CCD）法进行响应面试验，获取最优降解组合及各因素交互作用机制，并考察此条件下玉米中AFB₁降解效果。结果:当AFB₁浓度为1000 μg/L时，其降解率随峰值电压及作用时间（除90~120 s）的增加，工作频率的下降而极显著升高（P<0.01）。响应面优化后最佳工艺条件为峰值电压160 kV、工作频率50 Hz、作用时间165 s，此时AFB₁降解率为99.62%。此外，将优化后的降解条件在受AFB₁污染的玉米（23.18±0.06 μg/kg）中进行应用，发现180 s处理时间下，其降解率可达39.29%。结论:通过CCD法确定了低温等离子体技术降解AFB₁最优工艺，证实了其在玉米中的降解效果。表明低温等离子体技术在降低谷物黄曲霉毒素污染方面具有巨大潜力。     

Headspace solid-phase microextraction for the evaluation of pesticide residue contents in cucumber and strawberry after washing treatment

The headspace solid-phase microextraction was developed to examine the organophosphorus (diazinon, malathion, chloropyrifos, quinalphos, profenofos) and organochlorine (chlorothalonil, α-endosulfan and β-endosulfan) pesticide residues in vegetable (cucumber) and fruit (strawberry) samples. The effects of washing by different solutions were evaluated for the reduction of organophosphorus and organochlorine pesticide residues contents. Gas chromatography with electron capture detection was used to analysis the investigated pesticides. The results showed that washing by a non-toxic solution can decrease the concentration of pesticide residues in the fruit and vegetable samples. The data further indicated that acetic acid was the most effective solution in removing the residues of the investigated pesticides from the fruit and vegetable samples when compared to sodium carbonate, sodium chloride and tap water. The amount of pesticides removed by solution washing is related to their water solubility and vapour pressure properties.     

复极性三维三相电极处理印染废水的研究

采用复极性三维三相电极对工厂生产过程中产生的印染废水进行了降解试验,研究了外加电压、主电极极间距、电流密度、初始pH值、曝气量等因素对废水处理效果的影响.分析了电解过程中瞬时电流效率的变化规律,确定了复极性三维三相电极处理废水的最佳工艺条件:外加电压25 V,电流密度22.72 mA/cm2,主电极极间距为5 cm,初始pH值4.5,曝气量6 L/min,电解时间50 min.废水经处理后,脱色率与COD去除率分别达98%、79%以上,废水的BOD/COD从0.23提高至0.35.电解20 min、30 min时的瞬时电流效率分别为0.94和0.79,表明复极性三维三相电极在电催化氧化过程的30 min内保持很高的电能利用率.     

Effect of cold plasma on different polyphenol compounds: A review

Thermal processing has been predominantly used in the food industry to improve food safety and shelf life. However, heat treatment induces detrimental effects like cooked flavor, texture change, and alteration in sensory attributes. These disadvantages encouraged the food industry to adopt non-thermal food processing technologies. Cold plasma is a promising non-thermal food processing method that uses charged, highly reactive gaseous molecules and species to inactivate contaminating microorganisms present in foods. Thus, it has attracted the attention of scientists globally. This review gives the reader an overview of cold plasma technology fundamentals and the detailed mechanism of interaction of reactive plasma species with the polyphenol compounds (simple phenolic acid, individual phenolic compounds, flavonoids, and anthocyanin) present in food. The impact of cold plasma on polyphenol compounds mainly depends on the food matrix and plasma process parameters, viz. voltage, feed gas, and treatment time. Among various polyphenols, flavonoids are degraded faster because of their high ability to scavenge plasma-generated free radicals. The reactive species cause oxidative degradation, double bond cleavage of polyphenol compounds, and aid in the extraction of phenolic compounds. The cold plasma technology has both positive and negative impacts on polyphenol concentration.     

低温等离子体冷杀菌对盐水鸭货架期及风味品质的影响

目的:研究低温等离子体冷杀菌（CPCS）技术对盐水鸭的杀菌作用及风味品质影响。方法:采用介质阻挡放电低温等离子体设备,以高压电场工作电压（55、65、75 kV）为试验因素,处理预包装的盐水鸭胸肉及鸭脖,单次处理2 min,处理3次,随后将其在4 ℃、75%相对湿度下贮藏15 d,检测样品中的菌落总数和大肠菌群数,并对汁液损失率、硫代巴比妥酸值（TBARS）等理化指标的变化及感官品质的影响进行分析。结果:CPCS对盐水鸭的杀菌作用随处理电压的升高而显著提高（P<0.05）,CPCS处理组的菌落总数杀菌率、大肠杆菌杀菌率高达:97.8%、99.8%,最多可使货架期从5~6 d显著延长至15 d。此外,CPCS处理能有效降低汁液损失率,抑制贮藏期内总色差值的上升。在CPCS处理组中,65 kV处理组的感官品质最好,且能延长产品的保质期至14 d。因此,本研究为CPCS技术在低温肉制品保鲜方面的应用提供了一定的理论依据和数据参考。