1、毕业论文文献综述食品质量与安全果蔬中赤霉素检测方法的研究现状摘要赤霉素是广泛应用于工农业生产各领域的一种植物激素，其残留过量则会对人体造成危害。目前我国还没有建立关于赤霉素的国际标准。本文介绍了我国果蔬出口国的赤霉素含量的要求，分析了传统检测赤霉素方法的缺点，并重点介绍了目前用于果蔬中赤霉素的检测方法及其研究现状。关键词赤霉素；检测；高效液相色谱赤霉素是一种广谱性植物生长调节剂，几乎在植物生长、发育的各个阶段都起着调节作用。赤霉素在植物体内的形成部位一般是嫩叶、芽、幼根以及未成熟的种子等幼嫩组织。1926年日本病理学家黑泽在水稻恶苗病的研究中发现水稻植株发生徒长是由赤霉菌的分泌物所引起的。19
2、35年日本薮田从水稻赤霉菌中分离出一种活性制品，并得到结晶，定名为赤霉素（GA）。第一种被分离鉴定的赤霉素称为赤霉酸（GA3），现已从高等植物和微生物中分离出70余种赤霉素。图1赤霉素的结构图赤霉素中生理活性最强、研究最多的是GA3。它能显著地促进植物茎、叶生长，特别是对遗传型和生理型的矮生植物有明显的促进作用；能代替某些种子萌发所需要的光照和低温条件，从而促进发芽；可使长日照植物在短日照条件下开花，缩短生活周期；能诱导开花，增加瓜类的雄花数，诱导单性结实，提高坐果率，促进果实生长，延缓果实衰老。除此之外，GA3还可用于防止果皮腐烂；在棉花盛花期喷洒能减少蕾铃脱落；马铃薯浸种可打破休眠；大麦浸
3、种可提高麦芽糖产量等等。赤霉素作用广泛1,2，但属于低毒植物生长调节剂，当大量使用时会产生一定毒性。我国目前还没有相关的国家标准，有必要建立高灵敏、快速的赤霉素残留检测方法。1国内外赤霉素限量要求根据日本肯定列表最终数据查询2006年5月29日起实施暂定菠菜、菠萝、草菇、草莓、橙包括脐橙、葱包括韭葱大白菜、大蒜、豆瓣菜、鳄梨、番木瓜、番茄、番石榴、繁殖洋葱等使用的最高限量MRL为02PPM。美国USA允许苹果中的农药残留限量要求（1999年3月15日）联邦法律条款（40CFR120）赤霉素残留限量（TOLERANCE,PPM）为05。中国台湾2007年2月1日公布了有关食品内杀虫剂残留限量草案
4、以及拟撤消杀虫剂最大残留限量MRLS遗漏名单中的杀虫剂，草案对芹菜内的赤霉素GIBBERELLICACID也规定了最大残留限量。在国内关于赤霉素检测的标准有以下两个SN03501995出口水果中赤霉素残留量检验方法（METHODFORTHEDETERMINATIONOFGIBBERELLICACIDRESIDUESINFRUITSFOREXPORT），此为行业标准，主要采用方法为荧光分光光度计法；DB11/T3792006豆芽中4氯苯氧乙酸钠、6苄基腺嘌呤、2,4滴、赤霉素、福美双的测定，此为北京地方标准，主要采用方法为HPLCDAD法。但是，目前还未建立相关的国家标准。2果蔬中赤霉素的检测方
5、法赤霉素的测定方法主要有三大类生物鉴定法、免疫法和物理化学法。生物鉴定法灵敏度虽高，但准确度不很好，且操作费时3；免疫法的准确度和灵敏度很高，但因制备抗体复杂而难以推广4。常见的理化测定法主要有荧光比色法、紫外分光光度法、溴酸钾滴定法5、福林反应法6、2,4二硝基苯肼比色法7、磷钼杂多酸法8等。荧光法9,10是GA测定的经典方法，但该法操作过繁，试剂消耗量大，且需要真空泵及冰浴等条件；紫外分光光度法的准确度都易受杂质的干扰而降低；溴酸钾滴定法选择性较差，不能用于发酵液中赤霉素测定。而且这些方法都只能检测同系混合物的总量，不能分辨各有效成分，尤其是GA3含量，因此不符合检验标准，特别是不能满足出
6、口检验要求。随着色谱仪、质谱仪的出现，很大程度上解决了这一大难题。质谱分析仪具有高灵敏度和选择性，因此是检测植物激素最有效的检测器。最近几年，LCESIMS/MS已被用于检测植物样品中的IAA和ABA，但是被用于检测GA3的报道比较少11。国内外对果蔬原料中的赤霉素进行定性和定量的研究常采用HPLC法、GCMS法、LCMS法等方法。21高效液相色谱法高效液相色谱是目前应用最多的色谱分析方法。在70年代末，高效液相色谱开始逐步用于检测除乙烯以外的植物激素。国外研究者那时也开始研究用高效液相色谱仪来分离检测赤霉素组份的含量了。REEVE等人在把赤霉素各组份的羧基酯化后，再用高效液相色仪来分离其酯化
7、衍生物。LINJT等则是用反相高效液相色谱技术来直接分离赤霉素各组份。实验证明12高效液相色谱对赤霉素的定性、定量测量是准确可靠的。目前，HPLC应用非常广泛，几乎遍及定量定性分析的各个领域。高效液相色谱测定植物样品中内源激素含量时，经常见到分离效果差、峰形不良及严重拖尾现象，这些都与流动相、流速、检测器种类和检测波长关系很大，因此选择合适的内源激素提取方法和色谱条件较为重要13。赤霉素是重要的内源性激素之一，在植物中的含量较少，为方便检测，很多研究建立同时检测植物中多种激素的方法。唐根源14和朱智甲15等人均采用用反相高效液相色谱紫外检测法来测定麦苗中激素的含量，选择最佳色谱条件显仪器参数，
8、建立了相应的检测法。湛社霞等人16研究并建立高效液相色谱法测定水果中赤霉素、苯甲酸、糖精钠和胭脂红含量的方法。陈波浪等17采用高效液相色谱法HPLC测定棉花体内吲哚3乙酸IAA、玉米索Z和赤霉素GA3。但是同时检测多种植物激素不能获得每种植物激素的详细信息，同时，随着贸易问题的加剧，建立特定植物激素在植物中的定性和定量方法也显得越来越重要。通过改变色谱条件及适当的前处理方法，可以使植物内源性激素的有效分离，从而建立单独检测果蔬中赤霉素的HPLC方法。高效液相色谱法HPLC具有灵敏度高、专一性强和重复性好等特点，谢君18曾采用HPLC内标法测定GA3和ABA，但内标物必须具有和测定物相似的结构和
9、性质，因而确定内标物难度较大。但是由于赤霉素在植物中的含量较少，因此前处理很关键。王若仲等19用HPLC测定GA3和ABA，在样品提取过程中要连续经过3种分离柱PVPP，DEAE，SEPPAKC18，前处理十分复杂。对此，张有林等20采用HPLC外标法同时分离和测定GA3和ABA，前处理简单，所测成分损失少，灵敏度高，并具有较高的回收率和精密度。而GROLAMYSCASTILLO和SERVANDOMARTINEZ21则采用反相C18高效液相色谱法，建立了赤霉素GA3和GA1的检测方法。葛雅琨等22使用高效液相色谱HPLC对蔬菜中的农药GA3残留进行分析检测，建立了液液萃取与SPEPAKC18固
10、相萃取相结合纯化GA3的方法。通过不同的加标方式及优化前处理和检测方法，可以有效地提高赤霉素的分离度。目前在植物体内发现的108种赤霉素中，A1（GA1）和赤霉素A3（GA3）是影响植物株高的主要因素，一般常以生理活性最强的GA3作为检测指标。GA1和GA3的结构类似且各自的质量比很低，检测起来很困难，曾经通用一时的荧光比色法、碘量法等都只能测出赤霉素总含量，而不能测出各个成分的含量。对此，张政等23采用反相HPLC方法，实现了农用赤霉素各组分较好地分开。赤霉索A3为极性物质，发酵液中一些杂质为非极性物质，顾觉奋等24针对赤霉素的这个特点，采用用反相色谱柱，就使赤霉素的色谱峰出现较早，这样既节
11、省了实验时间。张玉宗等25研究发现采用价格便宜的甲醇磷酸盐缓冲液为流动相，10MIN内实现了GA1和GA3的分离。乔坤云等26也通过优化色谱条件和色谱参数，建立了新疆库尔勒香梨中赤霉素（GA3）高压液相色谱的测定方法。高效液相色谱除了可以有效地分离植物内的各个赤霉素同系物，同时还可以用于赤霉素的定量检测。朱曙东等27在研究赤霉素的定量检测方法时，运用RPHPLC成功地将GA3与其它组分分离，建立了精确测定GA3含量的新方法。其优越性全面超出各传统分析方法，可望成为赤霉素质量分析的标准方法。黄红林等28研究建立了固相萃取高效液相色谱SPEHPLC法来分析测定番茄中赤霉素GA3残留量。22GC和G
12、CMS法近年来，质谱仪的出现为检测果蔬中的赤霉素创造了条件。采用GC和GCMS等仪器进行分析检测，灵敏度高，重复性好，尤其适用于痕量植物样品的测定。气相色谱常被用于检测植物果蔬中的各种农药残留，特别适用于挥发性的物质的检测。付磊29研究草莓中外源植物激素GA3时采用气相色谱进行检测分析，建立了一种采用530M大口径毛细管色谱柱、不经衍生化处理而直接测定植物生长素GA3的气相色谱方法。许庆琴等30对不同固定相的大口径毛细管柱进行了考察，发现赤霉素在非极性固定相毛细管柱中不仅灵敏度高、出峰速度快，而且重现性好。采用太口径毛细管色谱柱，无需衍生化处理，直接进样测定样品中赤霉素含量结果令人满意。为了更
13、加准确地对赤霉素进行定性分析，很多研究中往往采用灵敏度高、检测限较低的质谱仪，特别能适用于在植物中含量本身就比较微量的赤霉素。黄红林等31采用固相萃取代替传统的液液萃取，研究了样品在C18萃取柱上的保留行为，纯化效果显著。采用HP1的色谱柱，无需柱前衍生化，直接进样GCMS测定，选择离子监测SIM克服了样品基体干扰，灵敏度较全谱扫描高。并建立了固相萃气相色谱质谱选择离子SPEGCMSIM直接分析果品中赤霉素GA3残留量的方法。马焕普32已将GCMS方法用于检测苹果种子层积过程中GA7的变化，并获得了相关的检测数据。GAS的结构具有较多的相似之处，用常规的理化分析方法很难将每一种GA进行有效的分
14、离及定性分析，而质谱仪则可以通过对GAS的定性分析，找到特征GAS，继而进行更深入的研究工作。吴萍等33先借助生物试法对芥蓝中的赤霉素进行必要的分离纯化，并采用质谱法进行检测，从而实现了对芥蓝种子中GAS的定性、定量分析。23LCMS法随着联用技术的日趋完善，HPLCMS逐渐成为最热门的分析手段之一。HPLCMS作为已经比较成熟的技术，目前己在生化分析、天然产物分析、药物和保健食品分析以及环境污染物分析等许多领域得到了广泛的应用。利用HPLCMS分析混合样品，和其他方法相比具有高效快速，灵敏度高，只需品进行简单预处理或衍生化，尤其适用于含量少、不易分离得到或在分离过程中易的组分。梁沛等34采用
15、固相萃取技术对样品进行处理，以液相色谱串联质谱为检测手段，建立了测定水果中赤霉素GA3残留的新方法，可以为确定赤霉素残留标准提供实验依据。刘艳琴等35也采用高效液相色谱一串联四极杆质谱联来测定水果和蔬菜中赤霉素，并建立了相关的检测方法。该法具有样品处理简单、测定周期短等优点，适用于大量样品的快速筛选、测定。王骏等36建立用HPLCMS测定猕猴桃中赤霉素和脱落酸残留量的方法。盛杰厚等37则是采用固相萃取和液质联用仪，同时检测小麦种的赤霉素、吲哚乙酸和脱落酸，并获得了较高的回收率。3总结与展望我国是果蔬生产和出口大国，然而由于发达国家的技术壁垒38，我国的果蔬出口量并没有因进入WTO而大幅度的提高
16、。所以，建立和完善果蔬中的农药残留及各种限量物质的检测方法越来越重要。目前，高效液相和气相色谱法在果蔬赤霉素检测上的应用及研究越来越广泛。由于质谱仪的检测较灵敏、检测限低，开始对联用技术有了初步的探索。随着科技的不断发展进步，联用检测技术将会成为未来研究的重点。参考文献1中国农科院植保研究所,等农药分析M化学工业出版社,北京,19982李金,石晶,赵晓亮等分析化学,1994,2288018043丁静,沈镇德,方亦雄,等植物内源激素的提取分离和生物鉴定J植物生理学通讯,1979,52284罗正荣,吴谋成,章文才植物组织中赤霉酸含量的高效液相色谱测定J植物生理学通讯,1990,26250525上海
17、市“920”协作组“九二”的应用和土法生产M上海上海人民出版社,19736印天寿,陈世勇,于群英,等赤霉素的快速分光光度测定法的研究J分析化学,1990,18109669697中国科学院植物研究所、遗传研究所“920”编写小组“920”农药技术资料汇编第L集北京科学出版社19708陈玉銮,王占文,孙思祥赤霉素的磷钼杂多酸光度测定法研究J南京化工学院学报,1993,15151549白玉明,赵良启赤霉素荧光比色测定方法的研究J山西大学学报自然科学版,1990,13443043310薛泉宏,李东,汤莉赤霉素荧光测定法改进研究J西北农业大学学报,2000,284343911SHENGJIEHOU,JI
18、ANGZHU,MINGYUDINGA,ETALSIMULTANEOUSDETERMINATIONOFGIBBERELLICACID,INDOLE3ACETICACIDANDABSCISICACIDINWHEATEXTRACTSBYSOLIDPHASEEXTRACTIONANDLIQUIDCHROMATOGRAPHYELECTROSPRAYTANDEMMASSSPECTROMETRYJTALANTA,20087679880212王勇,程金芬高效液相色谱法检测赤霉素A3组份J中国抗生素杂志,1990,4353713陈小鹏,王秀峰,孙小镭,等高效液相色谱测定黄瓜瓜条中赤霉素和脱落酸含量J山东农业科学
19、,20051656714唐根源,吴红京高效液相色谱法测定小麦幼苗中植物生长调节剂J分析试验室,1997,165666915朱智甲,郝振芳,张晓惠,等高效液相色谱紫外检测法测定小麦幼苗中的内源激素J光谱实验室,1999,16328128316湛社霞,孙世宏,臧李纳,等高效液相色谱法测定水果中的赤霉素、苯甲酸、糖精钠和胭脂红J中国卫生检验杂志,2008,1871330133217陈波浪,郑春霞,盛建东,等HPLC分离和测定棉花中3种植物激素J新疆农业大学学报,2006,291283018XIEJUN,ZHANGYIZHENGDETERMINATIONOFPLANTINTRINSICHORMONES
20、BYREVERSEDPHASEHIGHPERFORMANCELIQUIDCHROMATOGRAPHYJJOURNALOFINSTRUMENTA1ANALYSIS2001,1606219WANGRUOZHONG,XIAOLANGTAO,LANWANHUANG,ETA1HIGHPERFORMANCELIQUIDCHROMATOGRAPHICDETERMINATIONOFINTERNALHORMONESININTERSUBSPECIFICHYBRIDRICEJCHINESEJOURNALOFCHROMATOGRAPHY2002,214815720张有林,党娅,张静,等高效液相色谱法同时测定银凤桃中的
21、赤霉素和脱落酸J西北植物学报,2005,2571467147121GROLAMYSCASTILLO,SERVANDOMARTINEZREVERSEDPHASEC18HIGHPERFORMANCELIQUIDCHROMATOGRAPHYOFGIBBERELLINSGA3ANDGA1JJOURNALOFCHROMATOGRAPHYA,1997,782113713922葛雅琨,张元新,胡睿,等蔬菜中赤霉素残留量的高效液相色谱检测方法研究J吉林化工学院学报,2005,222131623张政,张强,王转花高效液相色谱法测定赤霉素A3的含量J色谱,1993,11425425524顾觉奋,王义明,刘文华赤霉
22、素A3的反相高压液相色谱分析J中国抗生素杂志,1991,16537037525张玉宗,陈振玲,吕杏者,等高效液相色谱法测定谷子幼苗中的GA1和GA3J色谱,1999,17546947226乔坤云,张敏高压液相色谱测定新疆库尔勒香梨中赤霉素GA3方法研究J特产研究,20024252627朱曙东,赵琛,赵文君,等反相高效液相色谱分析赤霉素GA3含量J药学学报,1993,281078879128黄红林,刘实,张桃芝固相萃取高效液相色谱测定番茄中的赤霉素GA3残留J分析科学学报,2005,251757729付磊,陶燕飞气相色谱法测定草莓中的赤霉素J武汉科技大学学报自然科学版,2002,25435936
23、030许庆琴,范哲锋,杜黎明大口径毛细管气相色谱法快速测定植物组织中的赤霉素J分析科学学报,2000,16652431黄红林,张桃芝,刘实,等SPEGCMS选择离子法直接测定果品中赤霉素残留量J理化检验化学分册,2006,319419632马焕普用GCMS检测苹果种子层积过程中内源MEJA,GA3,GA4和GA7的变化J植物生理学报,1996,221818833吴萍,刘玲芥蓝未熟种子赤霉素的GC/MS定性分析J质谱学报,1997,182677634梁沛,张桃芝,黄红林固相萃取液相色谱串联质谱法测定水果中的赤霉素GA3残留J第四届海峡两岸分析化学学术会议论文集,200611686935刘艳琴,王
24、浩,杨红梅,等高效液相色谱一串联四极杆质谱联用测定水果和蔬菜中赤霉素残留量J现代农业科技,20091633033136王骏,张卉,胡梅,等液相色谱一质谱测定猕猴桃中赤霉素和脱落酸的含量J食品工业,20084747637SHENGJIEHOU,JIANGZHU,MINGYUDINGA,ETALSIMULTANEOUSDETERMINATIONOFGIBBERELLICACID,INDOLE3ACETICACIDANDABSCISICACIDINWHEATEXTRACTSBYSOLIDPHASEEXTRACTIONANDLIQUIDCHROMATOGRAPHYELECTROSPRAYTANDEMMASSSPECTROMETRYJTALANTA,20087679880238何解定中国突破农产品出口技术壁垒的对策研究J社会纵横,2009,24142829
