氣相色譜串接質(zhì)譜測定食醋中多組分農(nóng)藥殘留含量的方法研究

李 麗，夏 蓉*，卞晶晶

（1.江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院 鎮(zhèn)江分院鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 機電工程系，江蘇 鎮(zhèn)江 212000；2.鎮(zhèn)江恒順生物工程有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212021）

鎮(zhèn)江醋素有“天下美酒推茅臺，世上食醋數(shù)鎮(zhèn)江”之說，其原料主要包括大米（糯米、粳米、秈米）、辣蓼草、麩皮、大麥、小麥、豌豆、黃酒糟、食鹽、食糖等。鎮(zhèn)江醋因其“酸而不澀，香而微甜，色濃味鮮，愈存愈香”的特色，受到國內(nèi)外消費者的青睞。2006年6月，經(jīng)歷了170多年有序傳承的“鎮(zhèn)江恒順醋釀制技藝”被列入第一批國家非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄。2012年7月，中國鎮(zhèn)江醋成為首個在歐盟注冊的食醋類地理標(biāo)志保護（protected geographic indication，PGI）產(chǎn)品。歐盟、美國、日本等國也成為鎮(zhèn)江食醋的主要出口目的地[1]。

對于植物源性的產(chǎn)品（如糯米、小麥等），歐盟[2]、美國[3]、日本都有明確的農(nóng)藥殘留限量的規(guī)定。近年來，這些國家實施了越來越嚴(yán)格的殘留限量的要求，其中歐盟對于未制定最高殘留限量的農(nóng)藥實施了“一律標(biāo)準(zhǔn)”，均不得檢出（檢出限10 μg/kg）[4]，這對中國農(nóng)產(chǎn)品的出口帶來考驗，對以糧食為主要原料釀制的食醋同樣有著嚴(yán)重的影響[5]。因此，在嚴(yán)格控制生產(chǎn)原料質(zhì)量、確保相關(guān)農(nóng)藥殘留合格的同時，對最終產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的檢測也尤為重要。目前，植物源性產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的檢測方法包括液相色譜質(zhì)譜（liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS）法[6-9]、氣相色譜質(zhì)譜（gaschromatography-mass spectrometry，GC-MS）法[10]、氣相色譜（gas chromatography，GC）法[11-12]等。提取待測組分經(jīng)常采用的試劑包括乙腈、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、二氯甲烷等。但這些提取、測定方法主要針對蔬菜、水果、谷物以及一些動物源性類的產(chǎn)品，沒有專門針對醋中農(nóng)藥殘留提取的描述，缺乏針對性的檢測方法。

因此，本研究選擇了有機氮、甲氧基丙烯酸酯、擬除蟲菊酯、三唑類、喹唑啉類、雜環(huán)類、有機磷、二甲酰亞胺類、醚類、吡咯類、氨基甲酸酯類、酰胺類、苯基吡唑類、嘧啶胺類、苯胺類、芳香族化合物、取代硝基苯、聯(lián)苯肼等共計19類農(nóng)藥進行樣品前處理的研究，在此基礎(chǔ)上建立了食醋中多組分農(nóng)藥殘留的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（gas chromatographytandem mass spectrometry，GC-MS/MS）的檢測方法，并對市售食醋產(chǎn)品進行篩查，積累農(nóng)藥殘留的本底數(shù)據(jù)，確保食醋的質(zhì)量安全。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

50份鎮(zhèn)江食醋：當(dāng)?shù)爻小?/p>

乙腈、環(huán)己烷、甲苯、丙酮、二氯甲烷（均為色譜純）：德國Merck公司；氨水、氯化鈉（均為分析純）：上海國藥集團；N-丙基乙二胺（primarysecondaryamine，PSA）固體粉末：上海安普公司；石墨化炭黑（graphitized carbon blacks，GCB）：深圳逗點公司；農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品（純度均＞98.5%）：德國Dr.Ehrenstorfe公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 7890A氣相色譜儀、Agilent 7000B GC-MS/MS儀、Agilent 7693自動進樣器：美國安捷倫公司；ME-T電子天平、SevenExcellence pH計：瑞士梅特勒公司；3K15高速冷凍離心機：德國Sigma公司；XW-80A渦旋混合器：上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

本研究采用乙腈、甲苯、丙酮、二氯甲烷、環(huán)己烷溶劑對醋中的農(nóng)藥進行提取，考察不同萃取劑對待測組分的提取效率和樣品基質(zhì)的干擾。以樣品基質(zhì)干擾小、回收率符合相關(guān)的技術(shù)要求為依據(jù)，優(yōu)化組合后[13-14]，確定樣品的提取和凈化程序：量取100 mL食醋于200 mL燒杯中，在pH計上逐滴加入氨水中和至pH 7.0。吸取3.0 mL中和后的食醋液于50 mL離心管中，加入2.0 g氯化鈉，渦旋30 s。加入最優(yōu)萃取溶劑，渦旋混勻3min。8000r/min離心5min后，有機相和水相結(jié)合處會有絮狀物質(zhì)，分層不清。用手輕輕搖晃離心管，讓有機相和水相結(jié)合處的絮狀物質(zhì)徹底分散，再以13000r/min離心10min，取上清液10 mL凈化。

凈化：先用5 mL甲苯溶液清洗GCB小柱并保持柱床的濕潤，取上清液10 mL過柱，過柱結(jié)束后用2 mL甲苯清洗GCB小柱，合并濾液，氮吹至干。殘渣中加入1 mL乙腈和100 mg PSA，渦旋混勻2 min，過有機相膜，供GC-MS/MS測定。

1.3.2 檢測條件

氣相色譜條件：DB-5MS毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為氦氣（He）；流速為1.0 mL/min；進樣量為1.1 μL，不分流進樣；進樣口溫度為250℃；程序升溫條件：初始溫度70℃，保持3 min；以10℃/min升至105℃，保持2 min；以10℃/min升至180℃，保持2 min；以6℃/min升至250℃，保持4 min；以5℃/min升至280℃，保持2 min；以20℃/min升至300℃，保持5 min。溶劑延遲10 min。

質(zhì)譜條件：離子化模式為電子電離（electronionization，EI）源；電離能量為70 eV；離子源溫度為230℃；GC-MS/MS接口溫度為270℃；多反應(yīng)監(jiān)測（multiple reaction monitoring，MRM）模式。

定性定量：以待測組分的保留時間和離子對作為定性依據(jù)；以相對豐度較高的離子作為定量離子。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

吸取100.0μL52種農(nóng)藥的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（1250.0μg/L）于900.0μL乙腈溶液中，渦旋混勻。再用乙腈進行倍比稀釋，使混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度分別為7.81 μg/L、15.60 μg/L、31.20 μg/L、62.50 μg/L、125.00 μg/L。以峰面積（Y）對質(zhì)量濃度（X）繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.3.4 方法回收率及精密度

用經(jīng)過篩查的不含待測組分的空白樣品進行加標(biāo)回收試驗，添加水平為10.0 μg/L、20.0 μg/L和40.0 μg/L，每個加標(biāo)水平測定6次，得出方法的回收率及精密度。

1.3.5 方法檢出限及定量限

參照文獻[15]的方法，量取100 mL食醋于200 mL燒杯中，加入農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)溶液290μL（1000.0μg/L），按照1.3.1進行樣品的前處理。重復(fù)測定7次，以3∶1的信噪比確定方法的檢出限（limit of detection，LOD），以10倍的信噪比確定方法的定量限（limit of quantitation，LOQ）。

1.3.6 食醋樣品的檢測

按照方法1.3.1對食醋中的殘留農(nóng)藥進行提取和凈化，采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法進行檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品前處理條件的選擇

食醋中含有約5%的乙酸，乙酸能與乙腈互溶，在甲苯中也有一定的溶解度。因此，采用宋碧君等[16-17]的方法（鹽析法）直接用乙腈、甲苯提取食醋中的農(nóng)藥殘留，乙酸會將樣品中的非目標(biāo)化合物帶入提取液中，基質(zhì)干擾大。采用丙酮、二氯甲烷提取出的色素含量較多，不利于后續(xù)的樣品提取液的凈化。用環(huán)己烷提取，有機磷類的農(nóng)藥回收率偏低。以乙腈提取為例，空白樣品中鄰苯基苯酚、氧化樂果、克百威、硫環(huán)磷、苯醚甲環(huán)唑都呈假陽性，雙甲脒的回收率＜10%。

乙酸銨在乙腈、甲苯、環(huán)己烷等有機溶劑中溶解度都非常小甚至不溶解，因此將醋中的乙酸用氨水中和成乙酸胺，再用有機試劑提取，可以有效減少樣品基質(zhì)的干擾。因此，分別考察了乙腈、甲苯、環(huán)己烷的提取效果。單獨用乙腈提取，硫環(huán)磷和雙甲脒的回收率＜10%，并且提取液中色素含量較高；純甲苯提取，包括甲苯氟磺胺、喹螨醚、嘧菌酯等19種物質(zhì)的回收率偏高；純環(huán)己烷對于有機磷類農(nóng)藥的提取效果不好，回收率偏低。

參考文獻[18]依據(jù)不同農(nóng)藥在甲苯和環(huán)己烷中的溶解度不同，采用甲苯和環(huán)己烷的混合溶液進行提取。甲苯/環(huán)己烷提取液中含有少量的色素，用GCB[19-20]凈化可以有效去除這部分色素，減少樣品提取液對色譜柱和質(zhì)譜的污染，降低基質(zhì)的干擾；PSA的使用可以有效降低樣品基質(zhì)對菊酯類物質(zhì)的增益影響。因此，對甲苯、環(huán)己烷、PSA的用量進行了3因素3水平的正交試驗[13-14]，以樣品基質(zhì)干擾小、回收率符合相關(guān)的技術(shù)要求為判定依據(jù)，確定了甲苯/環(huán)己烷的提取方式以及樣品提取液的凈化方法，確定甲苯添加量為10 mL，環(huán)己烷添加量為5 mL，PSA添加量為50 mg。

2.2 52種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品的保留時間和質(zhì)譜參數(shù)

食醋中各待測組分的保留時間（retention time，RT）、特征離子、碰撞能量等參數(shù)見表1，52種農(nóng)藥混標(biāo)（62.5 μg/L）的總離子流色譜圖見圖1。

表1 52種農(nóng)藥的保留時間、特征離子、碰撞能量等參數(shù)Table1 Retention time,characteristic ions and collision energy of 52 kinds of pesticides

續(xù)表

圖1 多組分農(nóng)藥殘留的GC-MS/MS總離子流圖Fig.1 Total ion chromatograms of multi-component pesticides residue analysis by GC-MS/MS

由表1可知，各種農(nóng)藥均能產(chǎn)生豐富的碎片離子，用于定量、定性分析。由圖1可知，52種農(nóng)藥組分在15.93～37.46min內(nèi)分離效果良好，避免了各種農(nóng)藥之間相同碎片離子的相互干擾。

2.3 52種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性范圍

52種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍見表2。

表2 52種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍Table2 Standard curves and linearity ranges of 52 kinds of pesticides

續(xù)表

由表2可知，52種農(nóng)藥在質(zhì)量濃度為7.81～125 μg/L的范圍內(nèi)，相關(guān)系數(shù)R2均＞0.99，線性關(guān)系良好，可用于52種農(nóng)藥的檢測。

2.4 精密度試驗

食醋中52種農(nóng)藥的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）結(jié)果見表3。

由表3可知，食醋中52種農(nóng)藥的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）在5.90%～11.4%范圍內(nèi)，表明該方法精密度良好[21]。

表3 方法精密度試驗結(jié)果Table3 Results of precision tests for the method

2.5 加標(biāo)回收率試驗

食醋中52種農(nóng)藥的加標(biāo)回收率試驗結(jié)果見表4。

表4 加標(biāo)回收率試驗結(jié)果Table4 Results of adding standard recovery tests

續(xù)表

由表4可知，52種農(nóng)藥的回收率在78.5%～112%范圍內(nèi)，表明該方法的準(zhǔn)確性良好[21]。

2.6 52種農(nóng)藥的檢出限和定量限

52種農(nóng)藥的檢出限均為5 μg/L，定量限均為10 μg/L。

2.7 食醋樣品的檢測

50份食醋樣品中均未檢出農(nóng)藥殘留。

3 結(jié)論

在優(yōu)化樣品前處理條件以及儀器參數(shù)的基礎(chǔ)上建立了GC-MS/MS法檢測食醋中的多組分農(nóng)藥殘留的測定方法。食醋經(jīng)氨水中和后，采用甲苯/環(huán)己烷的混合溶液提取食醋中的待測組分，能有效降低醋的基質(zhì)干擾。目標(biāo)化合物在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)（7.81～125 μg/L）線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R2均＞0.99。方法的定量限和檢出限分別為10.0 μg/L、5.00 μg/L，平均回收率為78.5%～112.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為5.90%～11.40%。該方法簡便、快速，準(zhǔn)確，已成功應(yīng)用于市售食醋中農(nóng)藥殘留的檢測。為確保食醋的安全質(zhì)量提供技術(shù)支撐。