毛細(xì)管色譜法檢測(cè)小麥中溴甲烷殘留量研究

張 浩紀(jì)俊敏鄔 冰李雪琴

(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院1,鄭州 450052)

(河南中儲(chǔ)糧質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司2,鄭州 450003)

毛細(xì)管色譜法檢測(cè)小麥中溴甲烷殘留量研究

張 浩1紀(jì)俊敏1鄔 冰2李雪琴1

(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院1,鄭州 450052)

(河南中儲(chǔ)糧質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司2,鄭州 450003)

探討了用毛細(xì)管色譜法測(cè)定小麥中溴甲烷殘留量的檢測(cè)方法。以正己烷為溶劑,采用酸回流方法提取小麥中的溴甲烷,進(jìn)行毛細(xì)管色譜分離,用 ECD檢測(cè)器檢測(cè)。在 0～47μg/mL范圍內(nèi),色譜峰面積與濃度有較好的線性關(guān)系,線性方程 y=90 484.89x,標(biāo)準(zhǔn)工作曲線相關(guān)系數(shù) R2為 0.999 7,檢出限為0.02 mg/kg。添加回收率為 71.4%～86.77%。結(jié)果表明:采用酸回流方法提取,用毛細(xì)管色譜法檢測(cè)操作簡(jiǎn)便、結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高,適合小麥中溴甲烷殘留量的分析。

毛細(xì)管色譜法 小麥 溴甲烷 檢測(cè)

溴甲烷(methyl bromide)廣泛應(yīng)用于土壤消毒、倉(cāng)庫(kù)消毒、建筑物熏蒸、植物檢疫、運(yùn)輸工具消毒等[1]。雖然溴甲烷是一種優(yōu)良的熏蒸劑,但是對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,是一種破壞臭氧層的物質(zhì),世界各國(guó)正逐步禁止使用溴甲烷作為糧食、食品熏蒸劑,并將于 2015年淘汰[2]。由于熏蒸劑和所熏蒸材料中的某些成分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),通常有少量的永久殘留存在[3]。其反應(yīng)物是一般容易檢出的無(wú)機(jī)溴[4-5]。我國(guó)糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定糧食中溴甲烷殘留量≤5 mg/kg[6]。

在糧食熏蒸和散氣過(guò)程中,常用測(cè)溴燈、溴甲烷濃度測(cè)定儀等來(lái)檢查空氣中的溴甲烷。糧食、食品中溴甲烷殘留量的測(cè)定方法,一般采用滴定法、色譜法等[7-10]。氣相色譜法以靈敏、準(zhǔn)確、快捷的優(yōu)勢(shì)在原糧農(nóng)藥殘留檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用,本研究以毛細(xì)管色譜法對(duì)色譜分離條件及提取方法進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用小麥品種為:豫麥 34,豫麥 52,鄭麥 4號(hào),豫農(nóng) 949,周麥 16。

1.2 試劑

溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)品:純度≥99%,密度為 1.730 g/mL (0℃時(shí));溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)溶液:先將 2 mL的空安瓿瓶準(zhǔn)確稱量,加入溴甲烷(約 1.0 g,加入時(shí)需要冰鹽浴),熔封密閉安瓿瓶,再準(zhǔn)確稱量。兩次稱量之差即為溴甲烷的質(zhì)量 (精確到 0.001 g)。將溴甲烷安瓿瓶放入約 500 mL裝有正己烷的鹽水瓶中,塞緊橡皮塞,振搖,使安瓿瓶破裂,釋放出溴甲烷并被正己烷吸收。然后打開(kāi)橡皮塞,將溶液移至 1 000 mL容量瓶中,用正己烷定容配成標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。根據(jù)需要再以正己烷稀釋成適用濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。所用試劑均為分析純,水為蒸餾水。

1.3 儀器和設(shè)備

安捷倫 6890N氣相色譜儀 (配有 ECD檢測(cè)器,安捷倫色譜工作站):美國(guó)安捷倫公司;毛細(xì)管氣相色譜柱(HP-5,30 m×0.25 mm×0.32 mm):中國(guó)科學(xué)院蘭州物理化學(xué)研究所色譜技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心; LB801超級(jí)恒溫器:遼陽(yáng)市恒溫儀器廠;酸回流提取裝置見(jiàn)圖1。

圖1 酸回流提取裝置

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 樣品準(zhǔn)備

小麥于容器內(nèi)用溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)品常溫密閉熏蒸 7 d后,冷凍方式下取樣待測(cè)。

1.4.2 提取

如圖 1安裝好酸回流提取裝置。干燥管下部墊少許玻璃棉,裝入 10 g左右無(wú)水硫酸鈉。上口用2 mm(內(nèi)徑)聚乙烯管聯(lián)通到通氣管,通氣管內(nèi)加入6～7 cm高的無(wú)水硫酸鈉。通氣管插入 25 mL預(yù)先裝好 20 mL正己烷的容量瓶中,埋入冰鹽浴中冷卻。冷凝器接到恒溫水浴循環(huán)器,水浴溫度為 56～59℃。接通后使冷凝水保持恒溫。移開(kāi)冷凝器,稱取試樣 50.0 g(精確至 0.01 g)于提取器的燒瓶中,并同時(shí)加入 200 mL硫酸溶液,迅速聯(lián)接好冷凝器。通入氮?dú)?調(diào)整流量為 20～30 mL/min,緩緩加熱硫酸溶液到微沸(約 20～30 min),保持微沸狀態(tài),通氣2 h后停止加熱,將通氣管抽離吸收液液面,關(guān)閉氮?dú)饬?用少量正己烷多次沖洗通氣管內(nèi)外。取出容量瓶,待容量瓶溫度平衡到室溫后,定容,溶液供氣相色譜分析。

1.4.3 色譜條件

進(jìn)樣口溫度 150℃,色譜柱溫度 70℃,檢測(cè)器溫度 300℃,載氣流速 1.5 mL/min,尾吹氣流速 30 mL/min,分流比 1∶20,進(jìn)樣量 1μL。

1.4.4 色譜測(cè)定

根據(jù)樣液中溴甲烷含量情況,選定峰高相近的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,測(cè)得相應(yīng)的峰面積 (或峰高)。以溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積 (或峰高)為縱坐標(biāo),以溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定液的濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。將吸收溶液進(jìn)行氣相色譜分析,由溴甲烷的峰面積和標(biāo)準(zhǔn)曲線得到吸收液中溴甲烷的濃度,計(jì)算試樣中溴甲烷的含量。

空白試驗(yàn),除不加試樣外,按上述測(cè)定步驟進(jìn)行。

1.5 結(jié)果計(jì)算

試樣中溴甲烷的含量以質(zhì)量比(mg/kg)表示,按以下公式計(jì)算:

式中:Cx為試樣中溴甲烷殘留含量/mg/kg;A為吸收液溴甲烷的峰面積或峰高;As為標(biāo)準(zhǔn)工作液溴甲烷的峰面積或峰高;c為標(biāo)準(zhǔn)工作液溴甲烷的質(zhì)量濃度/μg/mL;V吸收液體積/mL;m為樣量/g;計(jì)算結(jié)果需扣除空白值。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

考慮 ECD的特點(diǎn),比較了異辛烷、石油醚、正己烷等溶劑,研究發(fā)現(xiàn),異辛烷和石油醚組成成分復(fù)雜,雜質(zhì)峰干擾較大,溴甲烷峰與雜質(zhì)及溶劑峰在出峰時(shí)間上出現(xiàn)重疊,溴甲烷峰不能有效分離,正己烷組份較單一,溴甲烷峰與溶劑峰能夠有效分離,見(jiàn)圖 2。故選用正己烷作為提取溶劑。

圖2 溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖

2.2 回流時(shí)間的確定

采用酸回流提取方法對(duì)溴甲烷回流吸收時(shí)間進(jìn)行了試驗(yàn),緩緩加熱到微沸 (約 20～30 min),保持微沸,以 20～30 mL/min N2流量通氣開(kāi)始計(jì)時(shí)。準(zhǔn)確稱取同一樣品 50.0 g,分別設(shè)置不同的回流吸收時(shí)間,提取完畢溶液供氣相色譜分析,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 回流時(shí)間對(duì)溴甲烷殘留測(cè)定值的影響

由圖 3可見(jiàn)回流時(shí)間在 1～2 h內(nèi),溴甲烷測(cè)定值隨著蒸餾時(shí)間的增加而逐漸上升,2 h后測(cè)定值變化不大,說(shuō)明樣品中的溴甲烷已全部蒸餾出來(lái),若蒸餾時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則大量水蒸氣進(jìn)入吸收瓶中,影響色譜測(cè)定。N2流量不易過(guò)大,否則影響正己烷的吸收。

2.3 通氣流量的確定

在酸回流提取過(guò)程中對(duì)通入的氮?dú)饬髁窟M(jìn)行了試驗(yàn),采用同一批樣品,改變 N2的流量,回流時(shí)間均定為 2 h,提取完畢后,溶液供氣相色譜分析,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表 1 通氣流量對(duì)溴甲烷殘留量測(cè)定值的影響

從表 1可看出,同一批樣品在提取時(shí)間為 2 h時(shí),隨著N2流速增加,溴甲烷測(cè)定值逐漸增加,在流速為 20～30 mL/min時(shí),樣品中溴甲烷測(cè)定值達(dá)到最高;繼續(xù)增加 N2流量,則溴甲烷測(cè)定值下降。說(shuō)明在 2 h內(nèi)以較小的N2流量溴甲烷未能全部從樣品中蒸餾出,蒸餾的速度慢;N2流量太大則正己烷吸收效果不好,測(cè)定值低。故試驗(yàn)中采用通氣的N2流量為 20～30 mL/min。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線與檢測(cè)限

將質(zhì)量濃度為 4.5、6、12、23.5、47μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液和空白樣各取 1μL,在 1.4.3色譜條件下進(jìn)樣測(cè)定,溴甲烷的保留時(shí)間約為 1.9 min,色譜圖見(jiàn)圖 2。以標(biāo)準(zhǔn)工作溶液質(zhì)量濃度 (μg/mL)為橫坐標(biāo),以對(duì)應(yīng)得峰面積為縱坐標(biāo),結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可看出在 0～47μg/mL范圍內(nèi),色譜峰面積與質(zhì)量濃度有較好的線性關(guān)系,線性方程為 y=90 484.89x, R2=0.999 7。根據(jù) 3倍信噪音的峰響應(yīng)值、取樣量和進(jìn)樣量,得出方法的檢測(cè)限為 0.02 mg/kg。

圖4 溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)工作溶液曲線

2.5 回收率

以豫麥 34為樣品,分別添加不同濃度的溴甲烷標(biāo)準(zhǔn)樣品,按 1.4.2方法提取,在 1.4.3的色譜條件下進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表 2。小麥中溴甲烷低濃度水平回收率為 71.40%,中濃度水平回收率為 86.77%,高濃度水平回收率為 77.71%。

表2 回收率測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

以正己烷為溶劑,通過(guò)酸回流提取,用毛細(xì)管色譜分離的方法檢測(cè)小麥中殘留的溴甲烷,操作簡(jiǎn)便、結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高。在 0～47μg/mL范圍內(nèi),色譜峰面積與濃度有較好的線性關(guān)系,標(biāo)準(zhǔn)工作曲線相關(guān)系數(shù) R2為 0.999 7,檢測(cè)限為 0.02 mg/kg。小麥中溴甲烷中濃度水平回收率較高,為 86.77%。

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DetectingMethylBromide Residue inWheat by Capillary Chromatography

Zhang Hao1Ji Junmin1Wu Bing2Li Xueqin1
(Grain&Food College,Henan University of Technology1,Zhengzhou 450052)
(Quality Testing CenterL imited Company of China Grain Reserves Corporation Henan Branch2,Zhengzhou 450003)

A determination method of methyl bromide residue in wheat by capillary chromatography was stud2 ied.The procedure of the developed method is as follows:Using n-hexane i mpregnant and acid circumfluence,the methyl bromide residue in wheat is separated by capillary chromatogram columniation and detected by ECD detector. The linear plots obtained are in range of 0～47μg/mL with detection limit of 0.02 mg/kg.The correlation coefficient of standard analysis curve is 0.999 7,linearity equation is y=90 484.89x,and recoveries range from 71.4% to 86.77%.Thismethod is shown to be simple,sensitive and precise.

capillary chromatography,wheat,methyl bromide,deter mination

TS210.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-0174(2010)06-0119-04

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目(20071604-T-449)

2009-06-08

張浩,男,1977年出生,碩士,講師,農(nóng)產(chǎn)品儲(chǔ)藏與品質(zhì)分析