不同前處理方式對豆角中有機磷農(nóng)藥殘留測定的影響

李長濱，李 靚，江晨瀟

(河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450046)

食品是人們賴以生存的重要物質(zhì)來源，在食品生產(chǎn)過程中不可避免要應(yīng)用大量農(nóng)藥，有機磷農(nóng)藥(organophosphorous pesticides, OPPs)以其高效、種類繁多、價格低廉等特點，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物病蟲病害防治及植物生長調(diào)節(jié)等領(lǐng)域[1]。雖然我國已經(jīng)禁止使用有機磷農(nóng)藥，但是仍有不法分子使用或變相使用有機磷農(nóng)藥，導(dǎo)致其殘留問題仍然存在[2]。由于樣品基質(zhì)的復(fù)雜性，導(dǎo)致準確定量檢測農(nóng)藥殘留非常困難，這就需要對具有復(fù)雜基質(zhì)的食品樣品進行一系列前處理，以減少或避免其他成分及因素對檢測結(jié)果的干擾，從而提高提取效率、提高檢測結(jié)果的靈敏度[3]。

目前有機磷農(nóng)藥常用的測定方法有氣相色譜法[4]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[5]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[6]、氣相色譜-質(zhì)譜-質(zhì)譜聯(lián)用法等[7]。在有機磷農(nóng)藥殘留檢測項目中，傳統(tǒng)的樣品前處理過程十分繁瑣，約占檢測實驗時間的70%[8]。為縮短實驗前處理時間，確保實驗數(shù)據(jù)的準確性，探究出操作簡單、方便快速的前處理方法就顯得尤為重要。前人以直接提取法、渦旋振蕩提取法和超聲波提取法三種不同的處理方式，分別評價了提取液的凈化方式、提取劑的種類和超聲時間對采用氣相色譜法測定7種常規(guī)的有機磷農(nóng)藥(氧樂果、樂果、甲基對硫磷、殺螟硫磷、馬拉硫磷、對硫磷和甲基異柳磷)的影響[9]，通過單因素分析和正交試驗探究最優(yōu)前處理方式，并分別計算了7種常規(guī)有機磷農(nóng)藥的回收率、精密度。本文擬通過不同前處理方式對豆角中有機磷農(nóng)藥殘留測定進行比較研究，為食品中的有機磷農(nóng)藥殘留的測定以及監(jiān)管部門的監(jiān)測提供參考依據(jù)。

1 實驗試劑和儀器

1.1 實驗材料與試劑

氧樂果標準溶液、樂果標準溶液、甲基對硫磷標準溶液、殺螟硫磷標準溶液、馬拉硫磷標準溶液、對硫磷標準溶液、甲基異柳磷標準溶液購自國家標準物質(zhì)研究中心；乙腈、丙酮、石油醚、無水硫酸鈉等試劑均為國產(chǎn)分析純；無公害豆角購買于超市。

1.2 實驗儀器與設(shè)備

數(shù)控超聲波清洗器購自昆山市超聲儀器有限公司、冷凍離心機購自北京鴻苑鑫儀器科技有限公司、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀購自上海亞榮生化儀器廠、氮吹儀購自華瑞博遠科技、渦旋振蕩器購自北京康高特科技有限公司、氣相色譜儀購自安捷倫科技有限公司、超純水機購自美國密理博公司。

2 實驗內(nèi)容

2.1 樣品的采集與預(yù)處理

豆角樣品按GB/T14553-2003標準[10]取樣，將殘留在樣品上的污物去掉，用食品攪拌器粉碎，制成待測樣后分類包裝，貯存于-18 ℃。

2.2 標準農(nóng)藥溶液的配置

2.3 標準溶液儲備液

分別配制氧樂果、對硫磷、甲基異柳磷、樂果、甲基對硫磷、殺螟硫磷、馬拉硫磷標準溶液，再配制成質(zhì)量濃度為5 μg/mL的混合標準溶液儲備液，最終將混合標準溶液稀釋成濃度分別為50 μg/L、100 μg/L、200 μg/L、500 μg/L、1000 μg/L的基質(zhì)標準混合液。

2.4 色譜分析條件

HP-5毛細管柱(30 m*0.32 mm*0.25 μm)，柱流速1.0 mL/min，進樣口溫度250 ℃，檢測器溫度300 ℃，載氣高純氮氣，流速為10 mL/min，進樣量1.00 μL，柱升溫程序：初始溫度50 ℃保持0.5 min，以30 ℃/min升至130 ℃，保持0.5 min，再以10 ℃/min升至280 ℃，外標法定量。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜柱的選擇

按照上述色譜條件，選用HP-5毛細管柱對7種有機磷農(nóng)藥進行分離，分離結(jié)果見圖1。圖1中色譜峰分別對應(yīng)氧樂果、樂果、甲基對硫磷、殺螟硫磷、馬拉硫磷、對硫磷、甲基異柳磷，結(jié)果表明7種有機磷農(nóng)藥均能夠較好的分離，未見其余雜峰。

3.2 不同提取方式對結(jié)果的影響

以豆角作為目標提取物，本實驗選擇不含7種有機磷農(nóng)藥的豆角進行不同提取方法的評價。取豆角樣品，粉碎后加入濃度為5 μg/mL含7種有機磷農(nóng)藥的混標樣品，靜置兩小時后在相同的儀器條件下分別用NY/T761-2008標準[11]、超聲波提取法和漩渦振蕩提取法進行樣品提取，后兩個方法是在第一個方法的基礎(chǔ)上進行，即用超聲提取和旋渦震蕩提取代替第一個方法中的震蕩，每種方法重復(fù)5次。

圖1 7種有機磷農(nóng)藥色譜圖

由表1可以得出，采用超聲波提取法7種有機磷農(nóng)藥的加標回收率在80.08%～100.02%，RSD<7.1%；采用漩渦振蕩提取法7種有機磷農(nóng)藥的加標回收率在77.90%～105.15%，RSD<8.0%；而參考NY/T761-2008的方法，7種有機磷農(nóng)藥的加標回收率在72.80%～109.38%，RSD均<8.6%。對比三種不同樣品前處理方法，超聲提取法得到的有機磷農(nóng)藥回收效果最好，可能是因為用國標法直接提取和漩渦振蕩提取法只能提取出來樣品表層的有機磷農(nóng)藥，而不能將樣品內(nèi)部的農(nóng)藥充分提取出來，而超聲波提取法可以充分破壞細胞組織結(jié)構(gòu)[12]，使殘留在胞體組織內(nèi)部的農(nóng)藥被有效提取，從而改善了提取效率，因此本實驗選用超聲波提取法處理樣品。

表1 不同提取方式的有機磷農(nóng)藥檢測結(jié)果 %

3.3 超聲時間對結(jié)果的影響

本實驗分別選擇了10 min、20 min、30 min作為超聲提取時間，選擇提取效果最佳的超聲時間。由表2可以看出，超聲10～30 min， 7種有機磷農(nóng)藥的加標回收率差異不大，超聲20 min的加標回收率較超聲10 min的回收結(jié)果差異不顯著，而超聲30 min的7種有機磷農(nóng)藥的回收效率較低，經(jīng)分析可能是因為超聲波提取時間過長會導(dǎo)致體系溫度升高，提取液內(nèi)有效成分發(fā)生改變，導(dǎo)致測定結(jié)果的不穩(wěn)定。因此本實驗選擇超聲10 min作為最優(yōu)超聲波處理法的提取條件。

表2 樣品不同超聲時間的有機磷農(nóng)藥檢測結(jié)果 %

3.4 不同處理方式對結(jié)果的影響

本實驗對豆角樣品提取液進行不同的凈化處理，分別是活性炭吸附后過濾、0.22 μm濾膜過濾、N-丙基乙二胺(PSA)吸附后過濾。經(jīng)上機檢測發(fā)現(xiàn)活性炭吸附后測定提取液的回收效果較差，這可能由于活性炭具有一定的吸附作用，在吸附色素類物質(zhì)的同時也吸收了部分有機磷農(nóng)藥分子，從而導(dǎo)致經(jīng)活性炭吸附后的凈化液7種有機磷農(nóng)藥的回收率下降，農(nóng)藥含量降低，對上機結(jié)果的準確性影響較大(表3)。經(jīng)PSA吸附過濾的有機磷農(nóng)藥含量與0.22 μm濾膜過濾的凈化液測定結(jié)果沒有明顯差別。因為PSA的作用是去除極性有機酸、一些糖類和脂類，0.22 μm濾膜過濾掉的是大分子物質(zhì)以及實驗過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)成分，兩者對于小分子物質(zhì)沒有明顯影響。且經(jīng)濾膜過濾后提取液的顏色會變得澄清，對色譜儀的損害減少，經(jīng)上機檢測后的結(jié)果較準確，測得的7種有機磷農(nóng)藥的含量更貼合加標量。因此本試驗采用0.22 μm濾膜對提取液進行凈化處理。

表3 不同處理方式的樣品提取液有機磷農(nóng)藥檢測結(jié)果 %

3.5 不同提取劑處理方法的比較

本實驗采用了丙酮、石油醚和乙腈三種溶液提取豆角樣品中的有機磷農(nóng)藥，由表4可以看出，用乙腈進行提取7種有機磷農(nóng)藥的回收率在85.03%～105.33%，丙酮提取回收率在78.34%～108.59%，用石油醚提取回收率在79.40%～114.50%，且對氧樂果檢測結(jié)果為0，說明其不溶解于石油醚，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)乙腈提取的有機磷農(nóng)藥回收效果最好。將丙酮和乙腈溶液相比，丙酮溶解有機磷農(nóng)藥的能力不如乙腈，極性較弱，且分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在超聲后應(yīng)給予充分時間使其靜置降溫以防止有機組分的揮發(fā)。楊英桂等[13]以蔬菜為樣品，氣相色譜法進行多種有機磷農(nóng)藥殘留的測定研究，也得出丙酮作為提取劑沒有乙腈提取效率高的結(jié)論。乙腈分子極性強且溶解有機磷農(nóng)藥的能力較強，提取效果好，因此本實驗選取乙腈溶液作為樣品前處理的提取劑。

表4 不同提取劑條件下的有機磷農(nóng)藥回收結(jié)果 %

3.6 方法的相關(guān)系數(shù)、保留時間與線性范圍

由表5可知，7種有機磷農(nóng)藥在測定時，其線性范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)R均>99.6%，符合農(nóng)藥殘留限量檢測要求。

表5 7種有機磷農(nóng)藥的相關(guān)系數(shù)、保留時間與線性范圍

3.7 回收率試驗和精密度試驗

準確稱取一定量的豆角樣品，分別加入50 μL、100 μL、200 μL 7項混合農(nóng)藥標準儲備液，靜置2小時后按實驗選定的超聲波提取法(乙腈為提取液)進行提取，過0.22 μm濾膜進行凈化，選用氣相色譜儀進行上機檢測，每個水平重復(fù)實驗5次，計算測得的7種有機磷農(nóng)藥對應(yīng)的平均回收率及相對標準偏差，結(jié)果如表6所示。

7種有機磷農(nóng)藥的加標回收率在86.3%～110.93%之間，RSD在3.1%～6.2%之間，能很好滿足分析要求并符合相關(guān)標準，適合于蔬菜中有機磷類農(nóng)藥殘留的檢測。

表6 加標回收實驗結(jié)果 %

4 結(jié)論

蔬菜中農(nóng)藥殘留的測定方法眾多，各種方法的改進主要圍繞前處理方法進行，即提取劑的種類和用量、前處理方法的時間和效率等。本研究通過比較不同提取劑、提取方式和超聲時間，探究不同前處理方式對食品中有機磷農(nóng)藥殘留檢測的影響，結(jié)論為乙腈做提取劑，采用超聲波提取法，超聲10 min處理蔬菜樣品為最佳前處理方法。經(jīng)GC-FPD檢測，基質(zhì)外標法定量，建立了同時測定豆角中氧樂果、樂果、甲基對硫磷、殺螟硫磷、馬拉硫磷、對硫磷和甲基異柳磷7種有機磷農(nóng)藥殘留的分析方法。方法準確、靈敏、快速、有效，回收率和重現(xiàn)性均符合農(nóng)藥殘留的檢測要求，對于利用氣相色譜法檢測蔬菜中的農(nóng)殘具有指導(dǎo)意義。