王迎鑫, 段錦淼, 高慶超, 張志勇1,, 梁 穎*,1,

(1. 江蘇省食品質(zhì)量安全重點實驗室，南京 210014；2. 江蘇大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；3. 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，南京 210014)

谷類是中國大多數(shù)居民的主要食物，雖然中國居民谷類食物消費量占比逐年下降，但據(jù)《中國居民膳食指南科學(xué)研究報告 (2021) 》統(tǒng)計，至2015 年其占比仍保持在50%以上[1]。大米是谷類食物中的重要類別，大米安全對于居民飲食安全至關(guān)重要。農(nóng)產(chǎn)品生長過程中病蟲草害時有發(fā)生，農(nóng)藥的使用不可避免，其殘留對農(nóng)產(chǎn)品安全存在潛在風(fēng)險[2]。稻谷收獲后需經(jīng)過脫殼、碾磨、拋光等處理，雖會有效降低大米中的農(nóng)藥殘留量[3]，但由于部分農(nóng)藥內(nèi)吸性及加工接觸等因素，大米中仍會或多或少存在農(nóng)藥殘留[4-5]。張蕊等[6]對市售15 份大米樣品中的25 種農(nóng)藥及其代謝物殘留進(jìn)行了測定，結(jié)果顯示農(nóng)藥檢出率為73.33%；朱琳等[7]對市售9 份大米中的14 種農(nóng)藥殘留進(jìn)行了測定，結(jié)果顯示農(nóng)藥檢出率為44.44%。雖然報道的大米中農(nóng)藥殘留檢出量均低于限量值，但農(nóng)藥殘留的潛在風(fēng)險仍不容忽視。目前已有多項研究顯示，家庭加工，如清洗、浸泡、蒸煮等可以不同程度地降低大米中的農(nóng)藥殘留量，其中尤以蒸煮效果最為突出[8-10]。因此，研究加工過程對大米中農(nóng)藥殘留量的影響，對于精確評估農(nóng)藥殘留膳食暴露、明確農(nóng)藥殘留風(fēng)險、完善農(nóng)藥最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)以及引導(dǎo)消費者安全膳食均具有重要意義。目前，圍繞加工過程對大米中農(nóng)藥殘留影響的研究，多是針對一種或幾種農(nóng)藥進(jìn)行的[9-10]，而大米生產(chǎn)過程中可供使用的農(nóng)藥達(dá)數(shù)百種之多，現(xiàn)有研究難以覆蓋。如何利用已有研究數(shù)據(jù)，定量評估加工過程對食品中農(nóng)藥殘留的整體影響，是膳食風(fēng)險評估中的重要研究方向，為此相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了積極的探索，其中借助統(tǒng)計分析方法是較為科學(xué)和合理的途徑。

薈萃分析是對同課題的、具備特定條件的諸多研究結(jié)果進(jìn)行綜合的一類統(tǒng)計學(xué)方法[11]，其用于計算效應(yīng)大小的方法主要有Hedges 指數(shù)、響應(yīng)比和基于反應(yīng)理論的模型。薈萃分析在社會學(xué)、行為學(xué)、情報學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛[12-14]，近年其應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓展，農(nóng)業(yè)、食品等相關(guān)學(xué)科也開始涉及[15-16]。目前，針對加工過程對農(nóng)藥殘留影響的相關(guān)研究結(jié)果大多依賴于特定農(nóng)藥的物化屬性，對于大米中可能存在的農(nóng)藥的整體影響尚未可知。鑒于此，本研究借助薈萃分析方法，利用其中的響應(yīng)比定量計算獲得加工前后大米中農(nóng)藥殘留量的變化，探討加工過程對大米中農(nóng)藥殘留量的影響。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

1.1.1 檢索條件 加工對大米中農(nóng)藥殘留影響的相關(guān)文獻(xiàn)通過Web of Science、Science Direct、Google 學(xué)術(shù)、中國知網(wǎng)、超星圖書館等數(shù)據(jù)庫檢索，設(shè)置中文關(guān)鍵詞包括：大米、農(nóng)藥、加工、脫殼、碾磨、拋光、家庭處理、烹飪、清洗、浸泡、蒸煮、煮粥、炒飯，設(shè)置英文關(guān)鍵詞包括：rice、pesticide、processing、hulling、milling、polishing、home preparation、cooking、washing、soaking、boiling、cooking porridge、frying，設(shè)置檢索日期截至2021 年6 月30 日發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)。為防止遺漏，文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)亦在檢索范圍之內(nèi)。

1.1.2 數(shù)據(jù)篩選及處理 對檢索出的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行篩選，篩選條件為：文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)需要對應(yīng)有加工方法、農(nóng)藥名稱、加工前與加工后農(nóng)藥殘留平均濃度、平均濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差 (SD) 。當(dāng)文獻(xiàn)中大米的農(nóng)藥殘留量數(shù)據(jù)以圖的形式存在時，則采用GetData 2.22 軟件獲取數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)來源不同，試驗條件各不相同，結(jié)果分別獨立，需要對其同質(zhì)性進(jìn)行檢驗，并明確樣本間變異、試驗間變異以及置信區(qū)間。

1.2 數(shù)據(jù)分析

薈萃分析的統(tǒng)計指標(biāo)采用響應(yīng)比 (Ri) 表示，即大米加工前與加工后農(nóng)藥殘留量的比值，采用Keikotlhaile 的方法[15]通過公式 (1) 計算。Ri以自然對數(shù) (Li) 呈現(xiàn)，并假定分子與分母的變化呈線性關(guān)系，通過公式 (2) 計算。每項研究試驗樣本間變異 (vi) 通過公式 (3) 計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 文獻(xiàn)檢索

中英文數(shù)據(jù)庫中共檢索到食品加工對大米中農(nóng)藥殘留量影響的文獻(xiàn)50 余篇，經(jīng)過篩選后其中含有加工方法、農(nóng)藥名稱、加工前與加工后農(nóng)藥殘留平均濃度、平均濃度標(biāo)準(zhǔn)偏差 (SD) 等信息和數(shù)據(jù)的有效文獻(xiàn)19 篇。文獻(xiàn)檢索過程中，加工方法如低濃度氯化鈉鹽水蒸煮、煮粥、蒸煮后炒飯等文獻(xiàn)由于樣本量少于10 個，未納入考慮范圍。文中所述加工方法以脫殼、碾磨、拋光以及大米家庭烹飪加工為主，其他工業(yè)化加工方法如發(fā)酵、蒸餾等不在本文范圍之內(nèi)。詳細(xì)的有效參考文獻(xiàn)見表1，這些文獻(xiàn)研究中的加工對象包括稻谷、糙米、大米以及糯米和有色大米；加工方法涉及一種、幾種或者幾種組合；檢測農(nóng)藥為一種或幾種甚至數(shù)十種，大多為農(nóng)藥有效成分，由于毒死蜱的代謝產(chǎn)物3,5,6-三氯吡啶酚 (TCP) 毒性較強，故列入考慮范圍內(nèi)，其他則不含農(nóng)藥代謝物。

2.2 數(shù)據(jù)收集

由表1 可知：由稻谷到大米主要經(jīng)過脫殼、碾磨和拋光等加工過程，樣本量分別為100、51和37 個。清洗與蒸煮是消費者家庭加工大米最主要、最常見的方法，樣本量最為充足。其中，單一清洗的樣本量為318 個，按照清洗次數(shù)劃分為清洗1 次、清洗2 次、清洗3 次，其中清洗1 次的樣品量最多，為231 個；單一蒸煮的樣本量總計687 個，按照蒸煮方式劃分為普通蒸煮及高壓蒸煮，普通蒸煮是指使用普通電飯煲類進(jìn)行的蒸煮，樣本量高達(dá)665 個，高壓蒸煮是指采用高壓鍋類進(jìn)行的蒸煮，樣本量為22 個。大米清洗前浸泡也是一個重要步驟，對米飯的食味品質(zhì)有直接影響，單一浸泡的樣本量為54 個。文獻(xiàn)報道中多種加工方法組合處理對大米中農(nóng)藥殘留量影響的研究主要有浸泡 + 清洗、浸泡 + 清洗 + 蒸煮，以及清洗 + 蒸煮 (表2) 。文獻(xiàn)中試驗樣本的統(tǒng)計中如果沒有加工前、加工后農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)或者殘留數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，則不在統(tǒng)計范圍之內(nèi)。低于檢出限的農(nóng)藥殘留濃度按照檢出限值的1/2 進(jìn)行計算。

表1 加工方法對大米中農(nóng)藥殘留影響的研究文獻(xiàn)Table 1 The literatures about the effects of processing methods on pesticide residues in rice

續(xù)表1Table 1 (Continued)

表2 加工方法對大米中農(nóng)藥殘留量影響研究文獻(xiàn)中的樣本數(shù)Table 2 The sample number in the literatures about the effects of processing methods on pesticide residues in rice

2.3 薈萃分析

關(guān)于加工過程對大米中農(nóng)藥殘留量影響的薈萃分析，由于數(shù)據(jù)來源于不同的文獻(xiàn)，各研究相對獨立，故需要對各研究數(shù)據(jù)進(jìn)行薈萃分析以證實其具有同質(zhì)性，Q檢驗是通過對誤差平方進(jìn)行加權(quán)求得，是同質(zhì)性檢驗的一種重要方法[35]。本研究中，對大米單一及組合加工方法的數(shù)據(jù)均進(jìn)行了同質(zhì)性Q檢驗，結(jié)果顯示：每種單一或組合加工方法的Q值均大于卡方分布在k－1 自由度下的P值 (表3) ，故判定來源于不同文獻(xiàn)的樣本具有同質(zhì)性，可以進(jìn)行多個統(tǒng)計量的加權(quán)合并。

試驗間變異采用σ2表示，由Q值計算得出，σ2受不同文獻(xiàn)研究中具體參數(shù)的影響，如樣本差異、處理差異、環(huán)境差異等[36]。將σ2納入加權(quán)平均對數(shù)響應(yīng)比 (L*) 的計算中，σ2越小，對個體研究進(jìn)行加權(quán)所占的權(quán)重越大，薈萃分析的精確度越高。加權(quán)響應(yīng)比 (R*) 及其95%、99.5%置信區(qū)間結(jié)果見表3。R*越低，說明加工方法對大米中農(nóng)藥殘留量的影響越大，經(jīng)該方法加工后大米中農(nóng)藥殘留量降低越明顯。

表3 不同加工方法大米中農(nóng)藥殘留量的響應(yīng)比及置信區(qū)間Table 3 Response ratio and confidence interval of pesticide residue levels in rice processed by different methods

分析結(jié)果顯示：單一及組合加工方法對大米中農(nóng)藥殘留量影響的R*均小于1，說明經(jīng)上述加工方法處理后大米中農(nóng)藥殘留量均有所降低。其中，單一加工方法中，脫殼、碾磨及拋光的R*分別為0.376、0.310 和0.212，均可有效降低大米中的農(nóng)藥殘留量，尤以拋光效果最佳；浸泡去除農(nóng)藥殘留量的效果相對較低，R*為0.518；清洗中，隨著清洗次數(shù)增加，對農(nóng)藥殘留量的去除效果增強，清洗1 次、2 次和3 次的R*分別為0.450、0.338 和0.162；普通蒸煮對大米中農(nóng)藥殘留量的影響優(yōu)于浸泡和清洗1 次，R*為0.356，而高壓蒸煮的R*為0.144，說明高壓蒸煮對大米中農(nóng)藥殘留量的去除效果優(yōu)于普通蒸煮，但同時高壓蒸煮對大米中農(nóng)藥殘留量的影響與其他方法不同，試驗間變異σ2為1.584，99.5% 置信區(qū)間范圍最大，從0.029 到0.706，說明高壓蒸煮對不同農(nóng)藥殘留量的影響差異較大，在實際應(yīng)用中應(yīng)充分考慮農(nóng)藥品種間的特性差異。組合加工方法對大米中農(nóng)藥殘留量的影響均較為突出，除浸泡 + 清洗1 次的R*為0.283 外，其他均小于0.1。

組合加工方法對農(nóng)藥殘留量的影響是各單一加工方法影響的組合，其R*可以理解為各單一加工方法R*的乘積，通過計算顯示，組合加工方法中各單一加工方法R*的乘積與組合方法的R*基本一致，進(jìn)一步佐證了薈萃分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 討論

薈萃分析可以定量分析具備特定條件的諸多研究結(jié)果，樣品量越大，分析結(jié)果的準(zhǔn)確度越高。Keikotlhaile 等[15]早在2010 年即首次將其應(yīng)用到加工過程對果蔬中農(nóng)藥殘留量影響的評估中，雖然不同水果和蔬菜的理化特性差異較大，但隨著加工對不同水果蔬菜中農(nóng)藥殘留量影響研究的日益增多，樣本量也在不斷增加，目前已可以實現(xiàn)加工過程對不同水果以及不同類型蔬菜中農(nóng)藥殘留量影響的薈萃分析，Liang 等[16,39-40]采用薈萃分析定量評估了食品加工過程對水果、葉菜類蔬菜、果菜類蔬菜中農(nóng)藥殘留量的影響，結(jié)果顯示，除微波加熱外，其他加工方法均對降低農(nóng)藥殘留有較好的作用。

稻谷經(jīng)脫殼、碾磨、拋光等加工過程后，其農(nóng)藥殘留量均可得到有效降低，尤其是拋光，響應(yīng)比為0.212。雖然碾磨和拋光可有效降低大米中的農(nóng)藥殘留量，但同時也會去除大米糊粉層、部分胚乳和胚芽，從而降低大米的營養(yǎng)品質(zhì)，故不推薦食用經(jīng)多次碾磨和拋光的大米。雖然浸泡對去除大米中農(nóng)藥殘留量的效果相對較低，響應(yīng)比為0.518，但浸泡可以有效改善米飯的食味品質(zhì)[41]，實現(xiàn)安全與食味品質(zhì)二者兼得，故值得推薦。清洗是大米加工中最簡單且必須的方法。清洗降低農(nóng)藥殘留量受諸多因素影響，如農(nóng)藥的附著性、內(nèi)吸性、水溶性等，清洗次數(shù)越多，農(nóng)藥殘留越少[25]，清洗1 次、2 次、3 次的響應(yīng)比分別為0.450、0.338 和0.162， 但隨著清洗次數(shù)的增加，大米中部分營養(yǎng)成分如礦物質(zhì)、B 族維生素等也會隨之損失[42]。結(jié)合響應(yīng)比 (R*) 考慮，建議清洗次數(shù)不超過2 次。蒸煮是我國消費者食用大米的主要方式，一般采用電飯煲類進(jìn)行蒸煮，也有采用高壓鍋類進(jìn)行蒸煮的[43]。不同蒸煮方式，由于其蒸煮過程中壓力不同，其對農(nóng)藥殘留量的影響受農(nóng)藥自身理化性質(zhì)影響，包括農(nóng)藥的熱穩(wěn)定性、蒸氣壓、沸點、水解率及水溶性等[44]。本研究中，普通蒸煮、高壓蒸煮的響應(yīng)比分別為0.356 和0.144，其中高壓蒸煮由于蒸煮過程中壓力大，對農(nóng)藥殘留量的去除效果較普通蒸煮要好。相比于單一加工方式，組合加工方式對農(nóng)藥殘留量的去除效果更好。單一加工方法響應(yīng)比的乘積與組合方法的響應(yīng)比基本一致，進(jìn)一步佐證了薈萃分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。居民對大米的家庭加工處理多以組合加工方式進(jìn)行，因此其安全性會進(jìn)一步提升。

薈萃分析獲得的響應(yīng)比 (R*) ，是關(guān)于諸多加工過程對大米中農(nóng)藥殘留影響研究結(jié)果的定量分析，其最重要的作用是可以作為食品加工因子，用于膳食風(fēng)險評估。目前，在膳食風(fēng)險評估中，由于加工因子數(shù)據(jù)少、針對性強，多直接采用農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)進(jìn)行評估，往往導(dǎo)致評估結(jié)果風(fēng)險偏高，不能反映真實的風(fēng)險程度。 《農(nóng)藥殘留加工因子手冊》[45]以聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織 (FAO/WHO) 農(nóng)藥殘留聯(lián)席會議(JMPR) 報告為基礎(chǔ)資料，梳理了果蔬加工產(chǎn)品中針對單個農(nóng)藥的加工因子，但基本未涉及大米。Scholz 等[46]指出，德國聯(lián)邦風(fēng)險評估研究所 (BfR)梳理了6500 余個針對不同食品中不同農(nóng)藥的加工因子，主要是針對食品成品，也未涉及大米浸泡、清洗等過程的影響。Zhang 等[20]的研究結(jié)果顯示，大米中毒死蜱、3,5,6-三氯吡啶酚殘留清洗1 次的加工因子分別為0.45 和0.54；Medina 等[3]研究表明，大米蒸煮過程中溴氰菊酯、戊菌唑、醚菌酯、環(huán)唑醇、氟環(huán)唑和嘧菌酯殘留的加工因子介于0.36～0.42 之間，均位于本研究對應(yīng)響應(yīng)比值的置信區(qū)間，本研究結(jié)果與之具有一致性。

隨著加工過程對食品中農(nóng)藥殘留量影響重要性的認(rèn)同度提升，該類數(shù)據(jù)越來越多，尤其是符合我國居民消費方式的加工方法的數(shù)據(jù)逐年增多，采用薈萃分析研究加工方法對大米中某一類農(nóng)藥殘留的影響將有望獲得更為真實的結(jié)果。

4 結(jié)論

大米中可能同時存在多種農(nóng)藥殘留，通過薈萃分析對已有相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，可獲得不同加工方法對大米中農(nóng)藥殘留量影響的響應(yīng)比。本研究結(jié)果顯示，單一加工方法中脫殼、碾磨、拋光的響應(yīng)比均小于0.400，可有效去除大米中的農(nóng)藥殘留；浸泡對大米中農(nóng)藥殘留量的影響相對較弱，響應(yīng)比為0.518；清洗次數(shù)不同對大米中農(nóng)藥殘留量的影響不同，隨著清洗次數(shù)增加，大米中農(nóng)藥殘留量降低，清洗1 次、2 次和3 次的響應(yīng)比分別為0.450、0.338 和0.162；蒸煮中高壓蒸煮對農(nóng)藥殘留量的影響突出，響應(yīng)比為0.144，優(yōu)于普通蒸煮。組合加工方法對大米中農(nóng)藥殘留量的去除效果均較高，響應(yīng)比在0.283 以下。薈萃分析獲得的響應(yīng)比可作為加工因子用于大米的膳食風(fēng)險評估，為提升大米中農(nóng)藥殘留風(fēng)險評估的準(zhǔn)確性、制定針對大米的合理MRL 值提供依據(jù)，同時為消費者的安全膳食提供引導(dǎo)。