氣相色譜法檢測辣椒中有機磷農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)

周雨佳，張菊華，李 濤，賴燈妮，李志堅，尚雪波

（1. 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長沙 410125；2. 湖南省食品測試分析中心，湖南 長沙 410125）

辣椒是我國主要的蔬菜品種，也是我國重要的調(diào)味佳品之一。辣椒營養(yǎng)豐富，其果實中含有辣椒素、辣椒堿、辣椒色素、有機酸、蛋白質(zhì)、糖、礦物質(zhì)、維生素等多種成分[1,2]。這些功能性成分很大程度上提高了辣椒的營養(yǎng)價值和保健功效。辣椒生產(chǎn)過程中使用農(nóng)藥能有效防控病蟲害、提質(zhì)增效、增產(chǎn)增收[3]，然而，近年來其質(zhì)量安全問題備受百姓的關(guān)注，農(nóng)藥殘留率保持較高水平，超標事件也是屢見不鮮[4,5]。辣椒中農(nóng)藥殘留的監(jiān)測對科學(xué)、合理、安全的使用農(nóng)藥，對提高辣椒的質(zhì)量安全水平，對辣椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展及消費安全具有重要意義[6]。

農(nóng)藥殘留檢測是基于《GB 2763—2021 食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[7]中規(guī)定的農(nóng)藥最大殘留限量，農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留與農(nóng)藥毒性、食用特性等有關(guān)，且在農(nóng)產(chǎn)品中會產(chǎn)生累積效應(yīng)，直接影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，損害人體健康。辣椒中含有2 000 多種天然化合物，增加了辣椒中農(nóng)藥殘留檢測的難度。對于農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的檢測，樣品前處理是及其重要的一部分，而基質(zhì)干擾是樣品前處理過程的最大障礙。基質(zhì)效應(yīng)是指除被分析物外的所有組分對被分析物的綜合影響,在色譜分析過程中，這種效應(yīng)影響分析結(jié)果的準確性和精密度[8-11]。

在農(nóng)藥殘留分析過程中，由于樣品種類豐富，同一種農(nóng)藥會產(chǎn)生不同的基質(zhì)效應(yīng)，進而影響檢測結(jié)果的準確性?；|(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生的機理目前尚不清楚，且基質(zhì)效應(yīng)對有機磷農(nóng)藥殘留的檢測影響較大。目前，最常用的減弱基質(zhì)效應(yīng)的方法是基質(zhì)配標法，陳敏等[12]采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法，基質(zhì)匹配標準曲線外標法定量測定了干辣椒中50 種農(nóng)藥殘留量。

試驗采用空白基質(zhì)配制標準溶液法探討小米椒農(nóng)藥殘留檢測過程中基質(zhì)效應(yīng)對15 種有機磷農(nóng)藥檢測結(jié)果的影響，以期為辣椒中農(nóng)藥殘留檢測的準確定量與分析提供科學(xué)依據(jù)，避免檢測結(jié)果的誤判。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試材料：鮮、干小米椒，購于當?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場；供試標準溶液為15 種有機磷農(nóng)藥（農(nóng)業(yè)部環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心），敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、甲拌磷、氧樂果、二嗪磷、樂果、毒死蜱、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷、甲基異柳磷、水胺硫磷、丙溴磷、三唑磷，濃度均為1 000 mg/L；乙腈[色譜級，霍尼韋爾貿(mào)易（上海）有限公司]；丙酮[色譜級，德國默克公司]；氯化鈉[國藥集團化學(xué)試劑有限公司]。

實驗儀器：氣相色譜儀（7890B-FPD，美國安捷倫公司）；電子天平[AL204，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；漩渦振蕩器（MX-S，DLAB-無錫德凡儀器有限公司）；超聲波清洗機（KQ-500DTV，500W，寧波新芝生物科技股份有限公司）；高速臺式離心機（TG16-WS，湖南邁克爾實驗儀器有限公司）；氮吹儀（N-EVAP-112，美國Organomation Associates公司）。

1.2 方 法

1.2.1 氣相色譜條件色譜柱：DB-1701（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；柱溫：150 ℃保留0 min，4 ℃/min升至220 ℃，保留0 min，4 ℃/min 升至270 ℃，保留2 min；汽化室溫度：220 ℃；檢測器溫度：250 ℃；N2流量：2.00 mL/min，無分流進樣。

1.2.2 標準溶液的制備精密移取各標準品0.100 mL，用丙酮準確定容至10 mL，配制成濃度為10.00 mg/L 的標準儲備液，4 ℃冷藏避光保存，備用；臨用時使用丙酮或者基質(zhì)溶液稀釋成混合標準使用液。

1.2.3 樣品基質(zhì)制備準確稱取10 g 樣品于50 mL 帶蓋離心管中，加入20 mL 乙腈，8 000 r/min 條件下均質(zhì)1 min，置于450 W、25 ℃水浴超聲提取30 min，加入氯化鈉2 g，渦旋1 min，5 000 r/min 離心5 min，精密移取10 mL 上清液于15 mL 離心管中，于40 ℃水浴中氮吹至近干，以5.00 mL 丙酮渦旋溶解，過0.22 μm 有機濾膜，待氣相色譜儀測定。

1.2.4 試驗設(shè)計用丙酮溶液配制的標準溶液，稱為試劑標液A，用空白基質(zhì)溶液，即不含目標物質(zhì)的試樣溶液作為基質(zhì)配制標準溶液，稱為基質(zhì)標液B。分別配制0.02、0.05、0.10、0.20 mg/L 4 個濃度水平的基質(zhì)標準溶液。

基質(zhì)效應(yīng)（Matrix Effect，ME）以基質(zhì)標液B 與試劑標液A 峰面積的相對比值來，計算見公式（1）。

基質(zhì)效應(yīng)評價：ME 大于100%稱為基質(zhì)增強效應(yīng)，小于100%稱為基質(zhì)抑制效應(yīng)，ME 在80%～120%稱為弱基質(zhì)效應(yīng)，受基質(zhì)效應(yīng)影響不顯著；在70%～80%和120%～130%之間稱為較強基質(zhì)效應(yīng)，受基質(zhì)效應(yīng)影響較顯著；在以上范圍之外稱為強基質(zhì)效應(yīng)，受基質(zhì)效應(yīng)影響強顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 15 種有機磷農(nóng)藥在三種基質(zhì)中的氣相色譜圖

在同一響應(yīng)范圍內(nèi)比較丙酮基質(zhì)和鮮、干小米椒基質(zhì)中0.10 mg/L 濃度下15種有機磷農(nóng)藥氣相色譜圖，由圖1 可知，甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果、水胺硫磷在鮮、干小米椒基質(zhì)中的響應(yīng)明顯增強，其余農(nóng)藥在小米椒中的基質(zhì)效應(yīng)還需要進一步研究比較。

圖1 不同基質(zhì)中0.10 mg/L 濃度下15 種有機磷農(nóng)藥氣相色譜圖

2.2 不同有機磷農(nóng)藥在辣椒基質(zhì)中的基質(zhì)效應(yīng)

通過分析4 種濃度水平下15 種有機磷農(nóng)藥在鮮、干小米椒基質(zhì)中的基質(zhì)效應(yīng)（ME），統(tǒng)計得出小米椒基質(zhì)對15 種有機磷農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)的影響。

15 種有機磷農(nóng)藥在辣椒基質(zhì)中都呈現(xiàn)不同程度的基質(zhì)效應(yīng)，大部分表現(xiàn)為基質(zhì)增強效應(yīng)?；|(zhì)效應(yīng)的對其影響結(jié)果見表1，其中敵敵畏、甲拌磷、二嗪磷、毒死蜱、甲基對硫磷、對硫磷、甲基異柳磷表現(xiàn)為弱基質(zhì)效應(yīng)，受基質(zhì)效應(yīng)影響不顯著；樂果、馬拉硫磷、三唑磷表現(xiàn)為較強基質(zhì)效應(yīng)，受基質(zhì)效應(yīng)影響較顯著；甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果、水胺硫磷、丙溴磷表現(xiàn)為強基質(zhì)效應(yīng)，受基質(zhì)效應(yīng)影響顯著增強。其中，乙酰甲胺磷農(nóng)藥的基質(zhì)增強效應(yīng)最為顯著，ME最高達到624.4%，氧樂果次之，ME 最高達310.1%。另外13 種有機磷農(nóng)藥在小米辣基質(zhì)中的ME 范圍在89.5%～227.9%。

2.3 鮮、干小米椒基質(zhì)對有機磷農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)的影響

分別選取3 份鮮、干辣椒試樣進行基質(zhì)效應(yīng)影響研究，結(jié)合表1 和圖2、圖3 可以看出，0.10 mg/L 濃度下的15 種有機磷農(nóng)藥在鮮、干小米椒基質(zhì)中的基質(zhì)效應(yīng)無顯著差別，說明小米椒基質(zhì)中的含水量對農(nóng)藥殘留檢測試驗中的基質(zhì)效應(yīng)無顯著影響，鮮、干小米椒可直接選用其中一種，基質(zhì)配標后，進行處理、檢測。這與李揚[13]研究不同辣椒品種及不同產(chǎn)地辣椒中有機磷農(nóng)藥的基質(zhì)效應(yīng)影響結(jié)果相同。

圖3 干小米椒基質(zhì)對0.10 mg/L 有機磷農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)的影響

表1 鮮、干辣椒基質(zhì)中15 種有機磷農(nóng)藥在不同濃度水平下的ME （%）

圖2 鮮小米椒基質(zhì)對0.10 mg/L 有機磷農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)的影響

2.4 不同濃度基質(zhì)標準溶液對鮮小米椒基質(zhì)中有機磷農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)的影響

由圖4 可知，在4 種濃度水平下，鮮小米椒基質(zhì)中大部分有機磷農(nóng)藥隨著濃度的增加，基質(zhì)效應(yīng)無明顯變化。其中，乙酰甲胺磷與氧樂果在濃度0.02～0.10 mg/L 之間，隨著濃度的增加，基質(zhì)效應(yīng)呈升高趨勢，而濃度增加到0.20 mg/L 時，基質(zhì)效應(yīng)呈下降趨勢，表明敵敵畏等多種有機磷農(nóng)藥隨著濃度的變化受基質(zhì)效應(yīng)影響較小，而乙酰甲胺磷和氧樂果隨著濃度增加時，受辣椒基質(zhì)效應(yīng)影響呈現(xiàn)先增強后減弱的趨勢。

圖4 不同濃度下鮮小米椒基質(zhì)對15 種有機磷農(nóng)藥基質(zhì)效應(yīng)的影響

2.5 有機磷農(nóng)藥濃度與基質(zhì)效應(yīng)的相關(guān)性分析

選擇一組空白小米椒基質(zhì)樣品，以基質(zhì)溶液配制標準溶液繪制的標準曲線校正，得到有機磷農(nóng)藥濃度與基質(zhì)效應(yīng)的線性關(guān)系。從有機磷農(nóng)藥濃度與辣椒基質(zhì)效應(yīng)相關(guān)性分析（表2）可以得到15 種有機磷農(nóng)藥的濃度與小米椒樣品產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)之間的相關(guān)性。氧樂果、敵敵畏、乙酰甲胺磷在農(nóng)殘分析過程中其濃度與基質(zhì)效應(yīng)的相關(guān)性相對較高。而在農(nóng)藥殘留分析過程中，基質(zhì)效應(yīng)與農(nóng)藥濃度之間相關(guān)性越低，做添加回收試驗時，回收率則越穩(wěn)定，結(jié)果與真實值之間的偏離程度則越小，結(jié)果越準確。

表2 有機磷農(nóng)藥濃度與辣椒基質(zhì)效應(yīng)相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

倪佳[14]運用氣相色譜法對27 種農(nóng)產(chǎn)品樣品中的農(nóng)藥殘留成分的基質(zhì)效應(yīng)進行了有效測定，結(jié)果表明幾乎各樣品中殘留農(nóng)藥都含有基質(zhì)效應(yīng)。范雯謖等[15]測定了9 種可產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng)水果中的7 種有機磷農(nóng)藥，結(jié)果得到不同農(nóng)藥在同一基質(zhì)上產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)不同，其原因主要是：有機磷農(nóng)藥中P=O 基團使農(nóng)藥易被吸附；前處理凈化不完全，試樣基質(zhì)含量高；有機磷農(nóng)藥較其他農(nóng)藥更加不穩(wěn)定。

研究了鮮、干辣椒基質(zhì)對15 種有機磷農(nóng)藥在不同濃度水平下基質(zhì)效應(yīng)的影響。不同農(nóng)藥在同一濃度下同一基質(zhì)中產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)存在顯著差異，其中，敵敵畏、甲拌磷、二嗪磷、毒死蜱、甲基對硫磷、對硫磷、甲基異柳磷7 種有機磷農(nóng)藥在小米椒基質(zhì)中表現(xiàn)為弱基質(zhì)效應(yīng)，受基質(zhì)效應(yīng)影響不顯著；樂果、馬拉硫磷、三唑磷3 種有機磷農(nóng)藥受基質(zhì)效應(yīng)影響顯著；甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果、水胺硫磷、丙溴磷5種有機磷農(nóng)藥受基質(zhì)效應(yīng)強顯著，其中乙酰甲胺磷的基質(zhì)增強效應(yīng)最為顯著，這可能與各類農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)與極性有關(guān)。乙酰甲胺磷在小米椒中的基質(zhì)效應(yīng)受濃度水平影響顯著，在低濃度水平下，其基質(zhì)效應(yīng)隨農(nóng)藥濃度的增加而增強，隨著濃度的升高，基質(zhì)效應(yīng)呈現(xiàn)減弱的趨勢。在相關(guān)性分析中，毒死蜱等多種有機磷農(nóng)藥在不同濃度水平下并未呈現(xiàn)出與基質(zhì)效應(yīng)影響的關(guān)聯(lián)性，隨著濃度的變化，其基質(zhì)效應(yīng)并無明顯變化；氧樂果、敵敵畏、乙酰甲胺磷在農(nóng)殘分析過程中其濃度與基質(zhì)效應(yīng)的相關(guān)性相對較高，在檢測過程中，結(jié)果與真實值之間的偏離程度則越大，因此在分析結(jié)果時，應(yīng)進行結(jié)果修正。

研究表明，基質(zhì)效應(yīng)是影響農(nóng)藥殘留檢測結(jié)果的重要因素之一，會影響分析方法的靈敏度、準確度和精密度。針對農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留檢測過程中產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)之間的差異，需要檢測人員在進行樣品前處理過程中加以重視，對于受基質(zhì)效應(yīng)影響顯著的農(nóng)藥，一般建議采用基質(zhì)配標法，來對待測樣品進行定量檢測，以確保檢測結(jié)果的準確性；對前處理過程中的試樣進行多次凈化，以降低樣品中雜質(zhì)組分產(chǎn)生的基質(zhì)效應(yīng)[16-17]。而對于基質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生機理的研究目前還很少，需要研究人員進行更深入地探討。