果蔬農(nóng)殘分析中凝膠滲透色譜法的運用分析

◎ 張新玉，馮婉瑩，馬盛龍

（廣州檢驗檢測認(rèn)證集團有限公司，國家加工食品質(zhì)量檢驗中心（廣東），廣東 廣州 511447）

在社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，人們在享受物質(zhì)生活的同時，加大了對自身健康狀況的重視，不僅對醫(yī)療設(shè)施提出了新的要求，也對日常食品的綠色健康形成了一系列規(guī)范。果蔬作為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚氖秤闷?，逐漸受到了越來越多的關(guān)注，而農(nóng)藥殘留物是影響果蔬食用的關(guān)鍵因素，一旦無法有效處理將會對人體造成一系列的危害，為此，對農(nóng)藥殘留的檢測分析就顯得十分必要。由于果蔬農(nóng)產(chǎn)品的種類十分多，待檢測的部分基質(zhì)狀況不一，阻礙性也較強，農(nóng)藥的殘留成分也呈現(xiàn)著不同的痕跡，其含量狀況也有著很大的區(qū)別，這些檢測狀況造成了檢測過程的復(fù)雜性，采用什么樣的檢測技術(shù)，將決定著最終檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。相比較其他的農(nóng)藥殘留物分析法，凝膠滲透色譜法具有許多獨特的優(yōu)點，不僅可以高效地分離凈化脂肪、色素等，還能夠準(zhǔn)確地分析出農(nóng)藥殘留物的含量，進而促使果蔬農(nóng)產(chǎn)品的綠色健康受到更高的保障[1]。

1 凝膠滲透色譜的運用原理

隨著時代的變遷，農(nóng)藥殘留物的分析處理變得越來越先進科學(xué)，凝膠滲透色譜法的運用使得整個分析處理過程變得更合理明確，而且解決了許多分析過程中產(chǎn)生的問題。凝膠滲透色譜法的操作過程主要運用了體積阻滯的分離原理，利用農(nóng)藥殘留物的分子大小、質(zhì)量與其他果蔬內(nèi)質(zhì)不一樣的性質(zhì)，進行了凝膠滲透化的處理，準(zhǔn)確地分離出了農(nóng)藥殘留成分。在這個過程中，分子篩必須具有較強的固定性，以分離出與原物質(zhì)分子不同的物質(zhì)。分子篩是分離原理中最核心的部分，能夠切實地分析出不同的分子物質(zhì)，并對同系類分子的體積、質(zhì)量等性質(zhì)進行區(qū)分。凝膠滲透的過程主要依賴于分子篩展開，而其最主要的柱填料就是凝膠。具體而言，凝膠是一種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，擁有許多小孔，農(nóng)藥殘留物質(zhì)就通過這些小孔進行分離剔除同時區(qū)別不同的物質(zhì)分子。在分子溶液流經(jīng)凝膠分子篩時，由于每一種分子本身的質(zhì)量體積都不相同，也就形成了不同的滲透狀況，較大的分子顆粒無法通過凝膠的微孔，就被阻滯在篩孔的外面，而較小的分子物質(zhì)則能夠迅速通過。此外，由于微孔的承受能力也有一定的區(qū)別，各類較小分子的駐留時間也存在著明顯的差異，這些對于農(nóng)藥殘留物的分子有著最直觀的分離作用。

2 凝膠滲透色譜法合理運用的優(yōu)點及注意的問題

2.1 凝膠滲透色譜法的優(yōu)點

除了凝膠滲透色譜法以外，還有許多的農(nóng)藥殘留物凈化分離方法，如固相萃取、加速溶液萃取、微波輔助萃取等，這些方法雖然在一定程度上也能夠?qū)崿F(xiàn)較好的殘留物排除，但由于其本身的操作流程十分復(fù)雜，所需的相應(yīng)設(shè)備容器十分多，對有機溶液的消耗需求也較大，且一旦操作過程出現(xiàn)失誤，易導(dǎo)致較大的誤差產(chǎn)生。另外，由于這些方法都有一定的使用限制，面對許多特殊的果蔬產(chǎn)品，它們并不能做到有效的分離剔除，比如對于油脂成分含量比較高的玉米作物，傳統(tǒng)簡單的萃取方法僅僅能夠清理其表面的農(nóng)藥殘留物，而油脂所包含的殘留物依舊存在，無法做到本質(zhì)性的處理。凝膠滲透色譜法的處理原理則與這些方法有著很大的不同，①這種分離方法的運用整體上是一個科學(xué)物理的操作過程，其中各環(huán)節(jié)的相互配合能夠有效的區(qū)別農(nóng)藥殘留物與果蔬中的色素、脂肪等物質(zhì)，并將油脂等深層次物質(zhì)所包含的農(nóng)藥剔除出來。②在凝膠滲透色譜法的發(fā)展中，對有機溶液的消耗量需求變得越來越小，而且操作更加便捷，各個環(huán)節(jié)的銜接性很強，不易出現(xiàn)差錯[2]。③這種方法可以高效地將各種分子區(qū)別開來，并按照其質(zhì)量體積的大小進行不同形式的洗脫，農(nóng)藥殘留物的分子很容易被洗流出來。在對農(nóng)藥殘留物分子進行清洗后，所留下的分子溶液，就可以為其他果蔬產(chǎn)品的檢測奠定對比的基礎(chǔ)。

2.2 凝膠滲透色譜法應(yīng)注意的問題

在果蔬農(nóng)藥殘留物分析中，采用凝膠滲透色譜法也有一定的注意事項：①在分離的過程中，柱填料的成分十分關(guān)鍵，必須采用結(jié)構(gòu)性較強的凝膠，而且其本身也必須具有充分的惰性，不易損壞，同時也要求流通性較好，不能對整體的洗脫過程造成擁堵。②所選取的配合分離儀器要有較強的適應(yīng)性，確保整體分離剔除過程的銜接性。③要根據(jù)果蔬作物的類別，采用不同的柱填料，如對于高油脂性的玉米，可以采用穩(wěn)定性較強的無極凝膠，保證其長期洗流分離過程的不易變形。④凝膠的使用過程應(yīng)充分地進行觀察和檢測，確保整體的分離滲透合理有序的進行，一旦出現(xiàn)任何問題，應(yīng)及時糾正和解決，對于穩(wěn)定性較差的凝膠則應(yīng)根據(jù)時間的耗損進行相應(yīng)的更換。

3 凝膠滲透色譜法在果蔬農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用

3.1 儀器與試劑

搭配脈沖火焰光電檢測器的氣相色譜儀、全自動凝膠滲透色譜、配裝有Bio-Beads S-X3填料的快速凈化柱（400 mm×25 mm）、氮吹儀、勻漿機、組織搗碎機、高速離心機。

通過從農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)或者農(nóng)業(yè)部相關(guān)檢測部門購買含有各種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)品、乙腈、丙酮、乙酸乙酯、環(huán)己烷、PSA、石墨化碳吸附劑、無水硫酸鎂等物品。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

（1）標(biāo)準(zhǔn)貯備液。從標(biāo)準(zhǔn)品中稱取0.010 0 g的農(nóng)藥成分放置在10.0 mL的容量瓶，加入丙酮溶解定容，配制成1 000 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)貯備液，配制好后需要在-20 ℃冰箱中進行保存。

（2）混合農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)貯備液。從標(biāo)準(zhǔn)品中稱取1.0 mL的農(nóng)藥成分放置在100.0 mL的容量瓶，加入丙酮溶解定容，配制成質(zhì)量濃度均為1.0 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液。

3.3 氣相色譜條件

選擇30 m×0.32 mm×0.25 μm的DB-1701柱，以純度高達99.99%的氮氣作為載氣，進樣口初始先維持30 min的65.5 kPa，然后以275.8 kPa/min的速度進行升壓，達到131 kPa后停止，保持10.26 min。程度最開始的溫度在50 ℃，然后以20 ℃/min的頻率進行升溫，直到200 ℃后停止升溫，以這種溫度保持20 min，然后1 min將溫度加到240 ℃，停止升溫保持12 min。

進樣口溫度220 ℃，進樣量1.0 μL，不分流進樣；PFPD檢測器以300 ℃的溫度運行，尾吹氣運行速度保持在27 mL/min，空氣輔助氣維持在8.0 mL/min，助燃?xì)庖?4.0 mL/min的速度加入，同時使用到的氫氣以12.0 mL/min的速度加入。在定量時采用峰面積外標(biāo)方式進行。

3.4 樣品的提取

借助搗碎機將樣品支撐勻漿狀后取出10.0 g放入聚丙烯離心管中，加入0.5 mL的混標(biāo)，再加入3 g氯化鈉、6 g無水硫酸鎂，經(jīng)過劇烈振蕩處理后勻漿1 min，置入離心機中，以4 000 r/min的速度離心運動5 min，確保樣品中的水層與有機層得到有效分離，從上層部位提取10.0 mL的提取液放入聚丙烯離心，等待凈化處理。

3.5 提取液的凈化

（1）分散性固相萃取凈化。在提取出來的提取液中加入PSA 300 mg、石墨化碳100 mg、無水硫酸鎂900 mg，劇烈震蕩大約1 min后放置到離心機中以4 000 r/min的速度運行2 min，然后取出7.0 mL的液體置于15 mL的離心管中，利用氮吹儀吹到近乎干燥的狀態(tài)，加入7.0 mL的乙酸乙酯，以1∶1的比例重新配制溶液，利用0.45 μm濾膜等待后續(xù)進行GPC凈化。

（2）全自動GPC凈化在線濃縮。用乙酸乙酯和環(huán)己烷以1∶1的比例配制溶液作為洗脫溶劑，以4.7 mL/min的速度加入，加入容量為5.0 mL，使用254 nm的檢測波長，整個洗脫時間維持在9.5 min，后續(xù)進行收集的時間為6.5 min，預(yù)留4 min用來沖洗。當(dāng)被測組分通過精華系統(tǒng)收集到濃縮杯后，設(shè)置裝置的加熱加壓條件，對收集液繼續(xù)濃縮，直到近乎干燥。在這個過程中溫度保持在44～49 ℃，真空泵壓力維持在185～200 MPa。加入2.0 mL的丙酮將被測組分進行定容處理，然后轉(zhuǎn)移到樣品瓶中，利用GC-PFPD進行檢測分析。

4 凝膠滲透色譜法在不同果蔬農(nóng)藥殘留中的應(yīng)用

4.1 在水果農(nóng)藥殘留成分檢測中的運用

在當(dāng)今社會，水果已逐漸成為人們的主流綠色健康食品，并且由于水果種類的多樣化，它的綠色健康受到了更深層次的關(guān)注，而對其農(nóng)藥殘留成分的清除就成了重中之重。水果的主要成分有水分、蛋白質(zhì)、碳水化合物等，通過凝膠滲透色譜法可以對這些基質(zhì)的干擾性進行有效地降低，提升對農(nóng)藥殘留成分的凈化分離率，并能夠相應(yīng)地減少或排除其中的脂肪、聚合物。

4.2 在蔬菜農(nóng)藥成分檢測中的應(yīng)用

相比于水果而言，蔬菜的農(nóng)藥殘留問題比較嚴(yán)重，不僅是因為蔬菜在噴灑農(nóng)藥時進行了覆蓋性作業(yè)，而且蔬菜本身的結(jié)構(gòu)也比水果復(fù)雜，采用一般的農(nóng)藥殘留物分離法只能滲透到其中的一部分，而運用凝膠滲透色譜法則能夠廣泛地檢測分離，使得蔬菜作物的凈化過程得到較高的保障。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段，果蔬作物的健康問題受到了迫切的關(guān)注，為此，合理地運用凝膠滲透色譜法不僅可以達到較高的凈化效果，也能夠進行準(zhǔn)確而嚴(yán)密的檢測，在實際的檢測中，要合理地運用其中的分離原理，注意各項使用問題，最終確保分析凈化的過程變得科學(xué)有效。

[1]王曉彬.葉菜中農(nóng)藥殘留的表面增強拉曼光譜快速檢測方法研究[D].南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[2]張 帆.水果中農(nóng)藥殘留的檢測方法研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2010.