改進(jìn)QuEChERS法快速檢測食用植物油中多種有機磷農(nóng)藥殘留的研究

馬 雙，程妮酈，莫 敏，譚斯勻，謝婭芹，曹淑瑞

(1.重慶化工職業(yè)學(xué)院，重慶 401228； 2.重慶出入境檢驗檢疫局 檢驗檢疫技術(shù)中心，重慶 400020)

食用植物油是從植物種子、果肉及其他部分提取所得，由脂肪酸和甘油化合而成的天然高分子化合物[1-3]。油脂可為我們的日?；顒犹峁┍匦璧哪芰亢蜖I養(yǎng)，如亞油酸、亞麻酸等必需脂肪酸和其他脂溶性維生素[4-5]。然而油料作物在種植過程中不可避免地使用農(nóng)藥，油料中殘留的農(nóng)藥會遷移至油中對人體健康造成威脅。有機磷農(nóng)藥是我國目前使用范圍廣、用量大的殺蟲劑之一[6-9]。殘留的有機磷農(nóng)藥可與機體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性中心結(jié)合生成磷酸化膽堿酯酶，抑制膽堿酯酶使其失去分解乙酰膽堿的能力，造成乙酰膽堿積累，引起神經(jīng)功能紊亂，從而導(dǎo)致對人體的損害，嚴(yán)重危害人體健康[10]。

植物油和一般食品基質(zhì)差異很大，主要由脂肪酸甘油酯組成，同時大多數(shù)農(nóng)藥是脂溶性的，因此檢測植物油中的農(nóng)藥殘留時，必須盡可能地除去基質(zhì)中的脂肪、色素及其他高相對分子質(zhì)量的干擾物，否則基質(zhì)干擾物會污染檢測儀器，降低儀器使用壽命[11-13]。對于植物油中殘留農(nóng)藥的檢測，常規(guī)的液- 液萃取[14]和固相萃取[15]等前處理步驟復(fù)雜，試劑消耗量大，樣品處理時間長，大批量樣品檢測時效率較低[16-17]。要實現(xiàn)多種農(nóng)藥的同時提取凈化，得到較好的回收率和精密度往往有一定困難。而QuEChERS法以其快速、簡便、價格低廉、有效、可靠和安全的優(yōu)點在農(nóng)藥殘留分析中得到了廣泛應(yīng)用，該法已應(yīng)用于蔬菜、大米、水果、茶葉等多種農(nóng)藥殘留的凈化提取中[18-19]。本研究以N-丙基乙二胺(PSA)和石墨化碳黑(GCB)作為QuEChERS法的吸附劑除去食用植物油基質(zhì)中的干擾物，結(jié)合氣相色譜建立了快速、高效的食用植物油中12種有機磷農(nóng)藥的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

油脂樣品，購買于重慶各大超市。丙酮、正己烷、乙酸乙酯、環(huán)己烷，HPLC級，美國Tedia公司；甲胺磷、滅線磷、氧樂果、久效磷、樂果、毒死蜱、馬拉硫磷、對硫磷、喹硫磷、硫環(huán)磷、三唑磷、殺撲磷標(biāo)準(zhǔn)品，純度≥99.5%，曼哈格生物科技有限公司；N-丙基乙二胺(PSA)，美國Agilent公司；石墨化碳黑(GCB)，美國Sigma公司；無水硫酸鎂，成都科龍化工試劑廠；氯化鈉，重慶川東集團(tuán)有限公司。

GC-2010plus氣相色譜儀，日本島津公司；離心機，德國Hettich公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國Heldolph公司；氮吹儀，美國Organomation公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)儲備液和工作液的配制

準(zhǔn)確稱量適量的甲胺磷、滅線磷、氧樂果、樂果、毒死蜱、對硫磷、喹硫磷、硫環(huán)磷、三唑磷、殺撲磷、久效磷、馬拉硫磷標(biāo)準(zhǔn)品，用丙酮溶解并配制成質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。準(zhǔn)確移取各標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液0.1 mL于10 mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，配制成10 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液用乙酸乙酯稀釋成質(zhì)量濃度分別為0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液，待用。

1.2.2 樣品前處理

本文研究了QuEChERS、凝膠滲透色譜(GPC)和液-液萃取法(LLE)3種樣品前處理方式。

1.2.2.1 QuEChERS方法

稱取2.0 g食用油樣品于50 mL離心管中，加入20 mL正己烷-乙腈溶液(體積比1∶3)，分別采用超聲波提取(40 kHz、10 min)、振蕩提取(300 r/min 振蕩10 min)、渦旋提取(60 Hz、10 min)3種提取方式，對其中的有機磷農(nóng)藥進(jìn)行提取，然后4 000 r/min離心2 min，獲得上清液，重復(fù)提取3次，合并上清液。上清液轉(zhuǎn)移至已加入10 mg GCB、10 mg PSA和100 mg無水硫酸鎂的50 mL 離心管中，300 r/min振蕩30 min后4 000 r/min離心2 min，收集上清液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中濃縮至近干后加入乙酸乙酯定容至2 mL，過0.22 μm濾膜，濾液供氣相色譜檢測分析。

1.2.2.2 凝膠滲透色譜法(GPC)

稱取2.0 g食用油樣品，用乙酸乙酯-環(huán)己烷(體積比1∶1)定容至10 mL，定容液經(jīng)凝膠滲透色譜儀凈化，凈化條件為運行時間20 min、收集樣液時間8～20 min、波長254 nm、進(jìn)樣體積5 mL、清洗體積6 mL、清洗次數(shù)1次。將經(jīng)過分離、濃縮的凈化液轉(zhuǎn)移至氮吹管中，于45℃水浴中氮吹至近干，乙酸乙酯定容至2 mL，供氣相色譜分析測定。

1.2.2.3 液-液萃取法(LLE)

稱取2.0 g食用油樣品，用50 mL 丙酮溶解并洗入分液漏斗中，搖勻后加10 mL水，輕輕旋轉(zhuǎn)振搖1 min，靜置1 h，棄下層油層，上層溶液自分液漏斗上口傾入另一分液漏斗中，加30 mL二氯甲烷、100 mL硫酸鈉溶液(質(zhì)量濃度50 g/L)，振搖1 min。靜置分層后，將二氯甲烷提取液移至蒸發(fā)皿中。丙酮水溶液再用10 mL二氯甲烷提取1次，分層后，合并至蒸發(fā)皿中。自然揮發(fā)后，二氯甲烷定容至5 mL，加2.0 g無水硫酸鈉振搖脫水，再加1.0 g中性氧化鋁、0.2 g活性炭振搖脫油和脫色，過濾，濾液供氣相色譜進(jìn)行分析測定。

1.2.3 氣相色譜分析條件

DB-1701色譜柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm，美國Agilent公司)；載氣為氮氣；不分流模式進(jìn)樣；進(jìn)樣量2.0 μL；進(jìn)樣器溫度250℃；柱溫箱溫度205℃；檢測器溫度275℃；升溫程序為初始溫度105℃，保持1 min，以10℃/min的速度升至260℃保持2 min，再以5℃/min的速度升至275℃保持3 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 QuEChERS法樣品前處理條件優(yōu)化

2.1.1 提取溶劑的優(yōu)化

利用油脂不易溶于乙腈，易溶于正己烷，而有機磷農(nóng)藥易溶于乙腈，不易溶于正己烷的特性，分別以正己烷，體積比1∶3、1∶1、3∶1的正己烷-乙腈及乙腈作為提取溶劑，按1.2.2.1進(jìn)行樣品前處理，并進(jìn)行氣相色譜分析，考察提取溶劑對農(nóng)藥回收率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：采用乙腈作為提取溶劑，油脂浮于溶劑上層，乙腈本身與油脂不相溶，無法與油脂充分接觸，不能完全提取樣品中的殘留農(nóng)藥；以正己烷為提取溶劑，油脂則完全溶于正己烷，未見分層，但測定過程中需將提取溶劑蒸脫，油脂并不會隨著提取溶劑的揮發(fā)而減少，反而會加大凈化的難度；以體積比1∶3、1∶1、3∶1正己烷-乙腈為提取溶劑，則能出現(xiàn)較為明顯的分層，且以體積比1∶3正己烷-乙腈為提取溶劑的效果最好，農(nóng)藥回收率為89.0%～125.0%。因此，選擇體積比1∶3正己烷-乙腈為提取溶劑。

2.1.2 提取方式的優(yōu)化

本試驗比較了超聲波提取、振蕩提取、渦旋提取3種提取方式對有機磷農(nóng)藥回收率的影響，結(jié)果見表1。

表1 提取方式對有機磷農(nóng)藥回收率的影響 %

由表1可見，振蕩提取農(nóng)藥回收率較好。因此，選用振蕩提取的方式對植物油中的有機磷農(nóng)藥進(jìn)行提取。

2.1.3 提取次數(shù)的優(yōu)化

提取次數(shù)對殘留農(nóng)藥的回收率有影響，提取次數(shù)過少，會導(dǎo)致植物油中的殘留農(nóng)藥提取不完全，回收率偏低，但提取次數(shù)過多可能會造成帶入提取液的油脂過多，基體影響較大，不利于后續(xù)凈化處理。固定其他條件不變，改變提取次數(shù)，按1.2.2.1對樣品進(jìn)行前處理，考察提取次數(shù)對農(nóng)藥回收率的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 提取次數(shù)對菜籽油中12種有機磷農(nóng)藥回收率的影響

由圖1可見，在提取3次后，各農(nóng)藥的回收率較好。因此，采用對植物油進(jìn)行3次提取。

2.1.4 凈化吸附劑用量的優(yōu)化

PSA能有效地凈化提取液并去除提取液中脂肪酸、糖類、酚類等酸性成分以及極性色素。GCB凈化吸附劑碳含量較高，可以通過疏水作用，對非極性組分有較好的吸附效果。GCB對油脂的去除效果十分顯著，同時還可以除去其他一些非極性雜質(zhì)[6]。固定其他條件不變，分別改變PSA和GCB用量，按1.2.2.1對食用油樣品進(jìn)行前處理，考察PSA和GCB用量對有機磷農(nóng)藥回收率的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 PSA用量和GCB用量對菜籽油中12種有機磷農(nóng)藥回收率的影響

由圖2可見，隨著PSA和GCB用量的增加，有機磷農(nóng)藥回收率增加，且均在用量為10 mg時達(dá)最大，之后均呈減少趨勢，可能是隨著吸附劑用量的增加，待分析物也被吸附劑吸附，從而導(dǎo)致回收率下降。因此，10 mg PSA和10 mg GCB足以有效去除油脂中的色素和其他非極性雜質(zhì)，回收率較好，所以選擇此用量進(jìn)行后續(xù)試驗。

2.2 改進(jìn)QuEChERS法與凝膠滲透色譜、液-液萃取法的比較

本研究將優(yōu)化后的QuEChERS法與傳統(tǒng)的凝膠滲透色譜(GPC)和液-液萃取法(LLE)兩種前處理方法進(jìn)行了比較，結(jié)果見圖3。

由圖3可見：QuEChERS法的回收率范圍為78.0%～91.5%；GPC的回收率范圍為75.0%～88.5%；優(yōu)化后的QuEChERS法和GPC對大多數(shù)有機磷農(nóng)藥的提取效率相差不大，但兩者都明顯優(yōu)于LLE，LLE的回收率范圍為46.5%～95.5%。雖然LLE對三唑磷的回收率很好，但其對大多數(shù)有機磷農(nóng)藥的回收率普遍比QuEChERS、GPC的低，且LLE試劑為二氯甲烷，此試劑為劇毒試劑，經(jīng)常使用對人體危害較大。GPC對有機磷農(nóng)藥的回收率雖較好，但較為浪費試劑，且凈化時間較長，每臺凝膠滲透色譜儀對油脂的凈化能力有限，目前市面上凈化油脂能力較大的只有0.5～1 g油脂，不能滿足試驗需要。

注：1.甲胺磷；2.滅線磷；3.氧樂果；4.久效磷；5.樂果；6.毒死蜱；7.馬拉硫磷；8.對硫磷；9.喹硫磷；10.硫環(huán)磷；11.三唑噒；12.殺撲磷。

圖3 不同前處理方法對菜籽油中12種有機磷農(nóng)藥回收率的影響

2.3 QuEChERS方法學(xué)驗證

2.3.1 線性范圍和檢出限

重復(fù)1.2.2.1樣品前處理部分QuEChERS法，最后以12種有機磷農(nóng)藥的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液為定容溶液，按1.2.3氣相色譜條件進(jìn)行分析，以峰面積為縱坐標(biāo)，質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果如表2所示。

表2 菜籽油中12種有機磷農(nóng)藥的線性范圍、相關(guān)系數(shù)、線性方程及檢出限

由表2可見，12種有機磷農(nóng)藥的質(zhì)量濃度在0.02～0.5 mg/L范圍內(nèi)，質(zhì)量濃度與色譜峰面積呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)范圍為0.998 9～1.000 0，方法檢出限為0.001～0.01 mg/kg。

2.3.2 加標(biāo)回收率和精密度

選取菜籽油和大豆油為樣品，分別在其空白樣品中按0.05、0.10、0.20 mg/kg 3個添加水平進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，每個添加水平做6次平行，按1.2.2.1樣品前處理方法和1.2.3氣相色譜條件進(jìn)行檢測，計算各農(nóng)藥的平均加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，結(jié)果見表3。

由表3可見，2種植物油中的12種有機磷農(nóng)藥殘留回收率范圍為80.2%～113.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為5.7%～16.4%。表明該方法能滿足食用植物油中有機磷農(nóng)藥殘留分析方法的技術(shù)要求。

表3 菜籽油和大豆油中12種有機磷農(nóng)藥的平均加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)

2.3.3 實際樣品檢測

將建立的方法應(yīng)用于芝麻油、葵花籽油、玉米油、橄欖油、菜籽油、花生油和大豆油等7種食用植物油共35個樣品的檢測，結(jié)果均未檢測出有機磷農(nóng)藥殘留。

3 結(jié) 論

本文建立了基于改進(jìn)的QuEChERS樣品快速前處理結(jié)合氣相色譜快速測定食用植物油中12種有機磷農(nóng)藥的分析方法，對提取溶劑、提取方式、提取次數(shù)以及凈化吸附劑用量等相關(guān)因素進(jìn)行優(yōu)化考察。結(jié)果表明，所建立的方法具有良好的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度，操作簡便，能夠滿足實際檢測的需要。