食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)的前處理方法

陳敏，宋君

（1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測(cè)試中心，四川成都610066；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，四川成都610066）

食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)的前處理方法

陳敏1，宋君2

（1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院分析測(cè)試中心，四川成都610066；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，四川成都610066）

有機(jī)磷農(nóng)藥，是當(dāng)今世界使用量最大的農(nóng)藥。有機(jī)磷農(nóng)藥毒性較大，食品中殘留的農(nóng)藥給食品安全帶來(lái)很大隱患。氣相色譜法是檢測(cè)食品中痕跡農(nóng)藥殘留應(yīng)用廣泛且比較成熟的技術(shù)。通過(guò)查閱近年來(lái)氣相色譜法測(cè)定食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的文獻(xiàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、理論，歸納并分析了氣相色譜法測(cè)定食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的前處理方法，提出了在該領(lǐng)域前處理技術(shù)可能存在的上升空間。

有機(jī)磷農(nóng)藥；殘留；氣相色譜法；前處理

有機(jī)磷農(nóng)藥是防治植物病、蟲(chóng)害的一類(lèi)有機(jī)農(nóng)藥。與有機(jī)氯農(nóng)藥相比，有機(jī)磷農(nóng)藥具有易降解、殘留期短等特點(diǎn)，所以該類(lèi)農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用較為廣泛。目前，有機(jī)磷農(nóng)藥已成為當(dāng)今世界使用量最大的農(nóng)藥之一，在我國(guó)，有機(jī)磷農(nóng)藥銷(xiāo)售量占所有農(nóng)藥銷(xiāo)售量的70%以上[1]，但是其毒性較大，不僅污染環(huán)境，而且在食品中也常有殘留。因此，食品中殘留的有機(jī)磷農(nóng)藥已經(jīng)成為我國(guó)目前最受關(guān)注的食品安全問(wèn)題之一。

目前，有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)方法較多，其中，氣相色譜法是食品中痕量農(nóng)藥殘留檢測(cè)應(yīng)用較廣泛的方法[2-6]。影響農(nóng)藥殘留氣相色譜檢測(cè)的因素很多，其中，樣品的前處理檢測(cè)結(jié)果具有不可忽視的影響，樣品前處理是否科學(xué)直接決定了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以，樣品的前處理是氣相色譜分析農(nóng)藥殘留的重要步驟，也是相對(duì)繁瑣的檢測(cè)環(huán)節(jié)。農(nóng)藥殘留檢測(cè)的樣品前處理是指最大限度地將待測(cè)樣品中的殘留農(nóng)藥提取出來(lái)，并盡可能地消除檢測(cè)過(guò)程中的干擾物。前處理過(guò)程主要包括提取、凈化和濃縮等關(guān)鍵步驟。隨著食品工業(yè)的迅速發(fā)展，食品種類(lèi)日益增加，食品安全呼聲越來(lái)越高，食品安全的監(jiān)測(cè)任務(wù)也日益繁重。如何在保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的同時(shí)，快速完成監(jiān)測(cè)任務(wù)，樣品前處理方法的科學(xué)選擇顯得尤為重要。

在簡(jiǎn)要介紹食品中有機(jī)磷農(nóng)藥氣相色譜檢測(cè)前處理方法的基礎(chǔ)上，總結(jié)、歸納和評(píng)述了有機(jī)磷農(nóng)藥氣相色譜法的前處理方法，以期為食品安全監(jiān)管中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法的改進(jìn)提供技術(shù)參考。

1 提取

在檢測(cè)分析領(lǐng)域，樣品中殘留農(nóng)藥的提取方法較多。傳統(tǒng)的提取方法有勻漿法、超聲提取法、過(guò)夜浸提法、機(jī)械振蕩法，索氏提取法、渦旋提取法等。此外，隨著新技術(shù)的發(fā)展和新材料的應(yīng)用，加速溶劑法（Accelerated Solvent Extraction，ASE）和微波輔助萃取法（Microwave Assisted Extraction，MAE）等新型提取方法快速發(fā)展起來(lái)并得到一定程度的應(yīng)用。

1.1 提取劑的選擇

有機(jī)磷農(nóng)藥分子大多數(shù)為中等極性分子。根據(jù)相似相溶原理，目前常用于提取有機(jī)磷農(nóng)藥的有機(jī)溶劑有丙酮、二氯甲烷、石油醚、乙腈和乙酸乙酯等或者混合溶劑如丙酮＋正已烷、環(huán)己烷＋乙酸乙酯等。

在眾多提取溶劑中，乙腈因具有極性強(qiáng)、溶解有機(jī)磷的能力強(qiáng)、與水互溶、對(duì)蛋白質(zhì)和脂肪等雜質(zhì)溶解相對(duì)較少等特點(diǎn)，受到很多實(shí)驗(yàn)室青睞。其他提取劑，如石油醚具有一定的麻醉作用；二氯甲烷毒性較大且沸點(diǎn)低；丙酮與乙腈相比，水溶性相似且毒性稍低，但是其溶解有機(jī)磷的能力較弱，沸點(diǎn)比乙腈低得多且更易揮發(fā)，最重要的是作為提取劑沒(méi)有乙腈除雜的能力強(qiáng)[7]。因此，乙腈是目前比較理想的提取劑，其在有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)工作中的使用頻率相對(duì)較高。

1.2 提取方式的選擇

提取是將被測(cè)化合物溶解在提取液中并使之從原基體中分離出來(lái)的過(guò)程。常見(jiàn)的提取方法如表1所示。

表1 食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的提取方法

勻漿法和渦旋法處理單個(gè)樣品所需時(shí)間較少（1～2 min），但是處理通量小，而且一次只能處理一個(gè)樣品，存在耗能、耗力，提取效率低等缺點(diǎn)，這2種方法適合精準(zhǔn)度要求較高的檢測(cè)；過(guò)夜浸提法雖耗能小，但耗時(shí)長(zhǎng)、提取效率低、溶劑使用量較大；索氏提取法溶劑使用量雖然不大，但耗能也耗時(shí)；超聲法和電動(dòng)振蕩法所需時(shí)間不長(zhǎng)，人力需求小，但樣品處理通量相對(duì)較高，提取效率也相對(duì)較高，能滿(mǎn)足通常情況下大樣本量的檢測(cè)需求。

2 凈化

2.1 常見(jiàn)樣品凈化方法

凈化是再次將目標(biāo)化合物與基體中干擾性雜質(zhì)分離的過(guò)程。常見(jiàn)的凈化方法有過(guò)濾、蒸餾、液-液萃取法、柱層析法和磺化法等。近年發(fā)展起來(lái)的方法還有凝膠滲透色譜法（Gel Permeation Chromatography，GPC）、固相萃取法（Solid Phase Extraction，SPE）、固相微萃取法（Solid Phase Micro Extraction，SPME）、基質(zhì)固相分散技術(shù)（Matrix Solid Phase Dispersion，MSPD）、分散固體萃取技術(shù)（Quick，Easy，Chep，Effective，Rugged and Safe QuEChERS）等。凈化的第一步是確定基體中干擾性雜質(zhì)的種類(lèi)。常見(jiàn)的干擾性雜質(zhì)有水、脂類(lèi)化合物、色素、碳水化合物、酚類(lèi)和固醇類(lèi)等。由于食品中有機(jī)磷的檢測(cè)常使用FPD檢測(cè)器（Flame Photometric Detector），該檢測(cè)器對(duì)含N，P化合物有高選擇性，所以在前處理過(guò)程中對(duì)除雜要求相對(duì)較低[8]。根據(jù)已報(bào)道的文獻(xiàn)，并結(jié)合自身在有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)中的體會(huì)，總結(jié)如下。

2.1.1 蔬菜水果類(lèi)[7-36]蔬菜水果含有大量水分，大多數(shù)文獻(xiàn)使用的凈化方法是：過(guò)濾—鹽析—靜置分層—取上清液—旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)—定容—過(guò)膜（0.25 μm）。

2.1.2 脂類(lèi)含量較多的物質(zhì)[36-39]糧食、油料、植物油和動(dòng)物類(lèi)食品等樣品中含有大量脂類(lèi)大分子，大分子對(duì)儀器有一定的損害，因此，在前處理過(guò)程中應(yīng)該除去這些大分子。針對(duì)這類(lèi)樣品，目前可以采用的凈化方法是：過(guò)濾—旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)—定容—過(guò)膜（0.25 μm）—過(guò)GPC—旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)—定容。植物油樣品本身為液體，所以無(wú)需過(guò)濾這一步，其凈化過(guò)程為：提取后過(guò)膜（0.25 μm）—過(guò)GPC—旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)—定容。

2.1.3 中草藥[40-41]中草藥類(lèi)樣品的凈化過(guò)程一般是：過(guò)濾—旋蒸—定容—過(guò)SPE柱—旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)—定容。

2.1.4 茶葉[42-43]茶葉類(lèi)樣品提取步驟中一般有加水浸泡的步驟，后續(xù)的凈化過(guò)程大都為：過(guò)濾—鹽析—靜置分層—取上清液—過(guò)CARB/NH2小柱—旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)—定容。

2.2 常見(jiàn)除雜試劑與除雜方法

不同的樣品其所含的干擾物不同，不同的試驗(yàn)對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確度的要求也不同，甚至不同的有機(jī)磷分子之間結(jié)構(gòu)的差異都會(huì)使凈化過(guò)程有所不同。常見(jiàn)的干擾物及對(duì)應(yīng)的除雜試劑與除雜方法列于表2。

表2 除雜方法

液-液萃取法由于使用大量的溶劑，已逐漸被淘汰。磺化法是利用脂肪、色素、蠟質(zhì)等雜質(zhì)與濃硫酸的磺化作用變成極性很大的、能溶于水的化合物，從而實(shí)現(xiàn)與待測(cè)組分的分離，但待測(cè)組分須在強(qiáng)酸介質(zhì)下穩(wěn)定才可，所以有機(jī)磷檢測(cè)的前處理很少用磺化法除雜。

固相萃取法（SPE）不需要大量互不相溶的溶劑，處理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，因而，合適的吸附劑（固定相），不僅能顯著減少溶劑的用量，而且能高效地達(dá)到分離目標(biāo)化合物與干擾物的目的[18]。

凝膠滲透色譜法（GPC）又稱(chēng)為排阻色譜，是利用多孔凝膠聚合物對(duì)不同大小分子化合物的排阻效應(yīng)選擇性分離的一種色譜技術(shù)，大分子不能進(jìn)入填料粒子孔內(nèi)，而小分子可以，導(dǎo)致大分子先流出，小分子后流出，這樣即可除去樣品中的大分子，比如脂肪、聚合物、天然樹(shù)脂，蛋白質(zhì)等[27-28，42]。

基質(zhì)分散固相萃取法（MSPD，matrixsolid-phase dispersion）是美國(guó)Louisiana州立大學(xué)的Barker教授在1989年提出的一種快速樣品處理技術(shù)。該方法是將適量的C18，C8鍵合相等固相萃取吸附劑與固體、半固體或黏性的樣品一起研磨成半固態(tài)裝柱淋洗。MSPD濃縮了傳統(tǒng)的樣品前處理中的樣品勻化、組織細(xì)胞裂解、提取、凈化等過(guò)程，是一種簡(jiǎn)單高效環(huán)保的前處理方法[28]。

QuEChERS法是一種新型的果蔬農(nóng)藥多殘留前處理方法。該方法由美國(guó)化學(xué)家Anastassiad等人提出，是一種快速、簡(jiǎn)便、低成本、高效和安全的分析方法，主要是用乙腈提取，加無(wú)機(jī)試劑振蕩離心，提取上層清液后加PSA吸附劑和無(wú)水硫酸鎂再振蕩離心，上清液進(jìn)樣分析[27]。但其凈化程度不理想，檢測(cè)極性較高的有機(jī)磷農(nóng)藥（如甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧化樂(lè)果等）時(shí)回收率較低[44]。

3 濃縮與定容

樣品的濃縮主要有自然吹干法、水浴加熱法、氮?dú)獯祾叻?、K-D濃縮法和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法。

自然吹干法最節(jié)能、省力，但是所用時(shí)間最多，且不能回收溶劑，對(duì)環(huán)境不友好；水浴加熱法不環(huán)保且存在安全隱患；氮?dú)獯祾叻o(wú)溶劑回收裝置，但是該方法能隔絕空氣，保證目標(biāo)化合物不被氧化，適合準(zhǔn)確度要求較高的檢測(cè)；K-D濃縮法和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法原理相近且都可回收溶劑，但是旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法使減壓濃縮更省時(shí)節(jié)能，且減壓后沸點(diǎn)變低，可以更好地保護(hù)目標(biāo)化合物。

有機(jī)磷是中等極性分子，大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)定容溶劑都選用丙酮。

4 結(jié)論

目前，我國(guó)氣相色譜法測(cè)定有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的前處理主流方法是用乙腈溶解樣品，振蕩法或超聲法提取目標(biāo)化合物。脂類(lèi)、蛋白質(zhì)等大分子雜質(zhì)一般是用凝膠滲透色譜法（GPC）去除；色素等小分子雜質(zhì)則大多使用固相萃取法（SPE）去除。濃縮采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，用丙酮定容。而美國(guó)EPA則將加速溶劑法（Accelerated Solvent Extraction，ASE）作為標(biāo)準(zhǔn)方法[37]。

不管采用哪種前處理方法，有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)過(guò)程中都不可避免地要使用有機(jī)溶劑，且處理過(guò)程繁瑣。檢測(cè)人員長(zhǎng)時(shí)間接觸有機(jī)試劑，對(duì)其健康危害較大。因此，基質(zhì)固相分散技術(shù)（MSPD）、分散固體萃取技術(shù)（QuEChERS）等環(huán)境友好型、對(duì)健康危害較小的綠色、高效前處理技術(shù)的進(jìn)一步研究和應(yīng)用將是有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測(cè)前處理技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

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Pretreatment Methods for the Determination of Organophosphorus Pesticides Residues in Food

CHENMin1，SONGJun2
（1.Analytical and TestingCenter，Sichuan AcademyofAgricultural Sciences，Chengdu 610066，China；2.Institute ofQuality Standard and Detection Technology，Sichuan AcademyofAgricultural Sciences，Chengdu 610066，China）

Organophosphorus pesticides,the largest amount in the use of pesticides,were a great danger to food safety due to the residues in food.In the determination for the traces ofpesticide residues sector,gas chromatography is the way to be recognized and used widely.The paper compared the differences among several pretreatment methods for the quantitative detection of organic phosphorus pesticide residues in foods and analyzed the development ofthe pretreatment methods in the future.

organophosphorus pesticides;residue;gas chromatography;pretreatment

S481＋.8

A

1002-2481（2016）09-1412-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.09.44

2016-05-03

四川省質(zhì)監(jiān)局標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系研究（ZYBZ2013-39）

陳敏（1984-），女，四川瀘縣人，研究實(shí)習(xí)員，主要從事食品安全與檢測(cè)技術(shù)研究和培訓(xùn)工作。