GC-MS測定茶葉中二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留

黃 萍,鐘慈平,楊詩嘉,羅 玥,易 鑫

(1.四川省食品檢驗檢測院,四川成都 611731;2.國家市場監(jiān)管重點實驗室(白酒監(jiān)管技術(shù)),四川成都 611731)

我國是茶葉的生產(chǎn)、消費及出口大國,由于茶葉在生長過程中常需施用農(nóng)藥來防治病蟲害的產(chǎn)生,茶葉中農(nóng)藥殘留一直備受關(guān)注。特別在出口市場,歐盟近年來頻繁修訂茶葉農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn),茶葉質(zhì)量安全成為我國茶葉出口的“卡脖子”問題[1]。據(jù)統(tǒng)計,2016—2017 年歐盟等國家平均每年通報我國10余批次茶葉農(nóng)藥殘留超標(biāo)[2-5]。2020年愛沙尼亞通過歐盟食品飼料類快速預(yù)警系統(tǒng)(RASFF)通報我國出口綠茶的二硫代氨基甲酸鹽類農(nóng)藥殘留量不合格,為保證我國茶葉在出口國際市場的競爭力以及保證國民飲茶安全,對茶葉中農(nóng)藥殘留的監(jiān)測尤為重要。目前我國監(jiān)管機(jī)構(gòu)已對茶葉中的諸多農(nóng)藥殘留進(jìn)行日常的抽樣檢測,但對于茶葉中二硫代氨基甲酸鹽的檢測數(shù)據(jù)積累并不多。

二硫代氨基甲酸鹽(DTCs)是一類有機(jī)硫農(nóng)藥的總稱,可用于防治農(nóng)作物的炭疽病、穿孔、褐腐病、早疫病、瘡痂病、霜霉病等[6]。目前,國內(nèi)外對DTCs類農(nóng)藥殘留量的測定有分光光度法、液相色譜法、液相色譜質(zhì)譜法、氣相色譜法、氣相色譜質(zhì)譜法等,主要集中在對果蔬、中藥、土壤及煙草中的檢測[6-14]。茶葉中DTCs類農(nóng)藥殘留量的測定方法僅有氣相色譜法(ECD)[12]、顯色法[13]、液相色譜-質(zhì)譜法[14],氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)的測定方法鮮見報道。最新歐盟農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定茶葉中二硫代氨基甲酸酯類的臨時限量為0.1 mg/kg[15],但氣相色譜法和顯色法的檢出限分別為0.1、0.6 mg/kg,對于限量附近的樣品,這2個方法均不能準(zhǔn)確定量且2個方法都有出現(xiàn)假陽性的風(fēng)險。而液相色譜-質(zhì)譜法只能實現(xiàn)具體某一種DTCs類農(nóng)藥的單獨定性定量,現(xiàn)有文獻(xiàn)中僅測定了代森鋅、代森錳、代森錳鋅、代森鈉、福美雙、福美鋅、甲基代森鋅等DTCs類農(nóng)藥[13-15],標(biāo)液配制較為煩瑣,且不能覆蓋全品類的DTCs類農(nóng)藥。氣相色譜-質(zhì)譜法是通過測定DTCs類農(nóng)藥的還原產(chǎn)物二硫化碳來進(jìn)行定量,可更準(zhǔn)確更全面地定量檢測茶葉中DTCs類農(nóng)藥的殘留量。GB 2763—2021《食品中農(nóng)藥最大殘留量標(biāo)準(zhǔn)》中也規(guī)定代森聯(lián)、代森鋅、代森錳鋅、代森銨、福美雙、福美鋅、丙森鋅等 DTCs 殘留物均以二硫化碳表示[16],這種計量方式也是國際食品法典農(nóng)藥殘留推薦的標(biāo)準(zhǔn)方法。該研究建立了GC-MS 快速測定茶葉中DTCs類農(nóng)藥的分析方法,同時對衍生化試劑、進(jìn)樣方式、色譜條件以及3類DTCs類農(nóng)藥的3種典型結(jié)構(gòu)農(nóng)藥福美雙、代森鋅、丙森鋅的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行考察,并對購買的50批市售茶葉的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析,以期為補(bǔ)充茶葉的食品安全風(fēng)險評估提供基礎(chǔ)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1儀器。TQ8040氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(配AOC-6000自動進(jìn)樣器,日本島津公司);鼓風(fēng)干燥箱(上海博遠(yuǎn)醫(yī)療生物儀器股份有限公司);低溫高速離心機(jī)(德國Thermo公司);電子天平(十萬分之一,METTLER TOLEDO公司);漩渦混勻器(美國SCILOGEX公司)。

1.1.2試劑耗材。正己烷(色譜純,美國Fisher);鹽酸(分析純,成都市科龍化工試劑廠);硫酸(優(yōu)級純,成都市科隆化學(xué)品有限公司);氯化亞錫(分析純,成都市科龍化工試劑廠);L(+)抗壞血酸(分析純,成都市科龍化工試劑廠);25 mL頂空瓶(美國 Perkin Elmer 公司);壓蓋器(口徑20 mm);密封鋁蓋(20 mm,帶聚四氟乙烯/硅橡膠密封墊)。試驗用水均為超純水。

1.1.3標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。二硫化碳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(D0018422,1 000.6 μg/mL,Bepure);福美雙標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(BCCD5380,純度92%,Sigma);代森鋅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(FS1603999,純度98%,FirstStandard);丙森鋅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(E0030075,純度80.8%,Bepure)。

1.1.4試材。茶葉樣品采自四川省共計50份樣品。

1.2 試驗方法

1.2.1方法原理。在加熱的密閉系統(tǒng)中,試樣中的DTCs農(nóng)藥與還原性酸(氯化亞錫溶液)發(fā)生反應(yīng),定量釋放出二硫化碳,用正己烷吸收,外標(biāo)法定量。提取過程中,加入適量的抗壞血酸可以緩解試樣中含有的金屬離子對DTCs農(nóng)藥酸解的抑制作用[12],從而提高回收率。

1.2.2溶液配制。

(1)氯化亞錫溶液。稱取50 g氯化亞錫于215 mL濃鹽酸中,加熱超聲溶解后,用水稀釋至500 mL。

(2)二硫化碳標(biāo)準(zhǔn)系列配制。取一定量的二硫化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液用正己烷稀釋成 0.01、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 mg/L標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

(3)福美雙、代森鋅、丙森鋅標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。準(zhǔn)確稱取福美雙、代森鋅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各0.010 0 g,丙森鋅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.012 4 g,用EDTA-半胱氨酸堿性溶液[7]定容至100 mL容量瓶中,得到0.1 mg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液。

1.2.3試樣前處理。準(zhǔn)確稱取茶葉1 g(精確至0.001 g)于20 mL頂空瓶中,加入0.3 g抗壞血酸,再加入10 mL氯化亞錫溶液和2 mL正己烷,立即封閉瓶口,置于80 °C烘箱加熱2 h,每隔30 min振搖一次,取出后冷卻至室溫,振搖萃取2 min,4 000 r/min低溫離心5 min,取正己烷上機(jī)測定。

1.2.4儀器分析條件。

1.2.4.1色譜條件。進(jìn)樣口溫度230 ℃;不分流;載氣為氦氣(純度≥99.999%);色譜柱為GS-GASPRO柱(30 m×0.32 mm,1.4 μm);流速1.0 mL/min;柱溫60 ℃保持 2 min,以10 ℃/min升至 110 ℃不保持,以20 ℃/min升至250 ℃,保持5 min。

1.2.4.2質(zhì)譜條件。溶劑延遲 4 min; 色譜-質(zhì)譜接口溫度 230 ℃; 離子源溫度 230 ℃; 掃描模式為SIM模式; 保留時間6.82 min;檢測器電壓0.3 keV; 定量離子 76m/z、定性離子 78m/z、44m/z。

1.2.53種典型結(jié)構(gòu)DTCs農(nóng)藥轉(zhuǎn)化率的測定。在完全降解的情況下,每分子福美雙、丙森鋅、代森鋅均可定量釋放出兩分子二硫化碳。因此每1.58 mg福美雙、1.81 mg代森鋅、1.90 mg丙森鋅可釋放出1 mg的二硫化碳。該試驗以此為這3種農(nóng)藥轉(zhuǎn)化率的定量基礎(chǔ)。

2 結(jié)果與分析

2.1 衍生化試劑的選擇分別考察了1、3、5、8、10 mol/L鹽酸作為消解酸時對添加濃度為0.75 mg/kg樣品的轉(zhuǎn)化率,每組試驗做6次平行試驗。結(jié)果表明(圖1),5 mol/L鹽酸作為消解酸時轉(zhuǎn)化率最高,故最終選擇5 mol/L的鹽酸溶液作為消解酸。

圖1 不同濃度鹽酸作為消解酸的轉(zhuǎn)化率(n=6)

2.2 色譜柱的選擇分別考察了DB-624、HP-PLOT/Q、GS-GASPRO色譜柱的分離效率,從分離效果(圖2)來看,實驗室現(xiàn)有30 m長的DB-624色譜柱出峰時間早,與溶劑峰未分開;HP-PLOT/Q、GS-GASPRO均可滿足分離測定的要求,但HP-PLOT/Q柱的峰形有拖尾,同濃度條件下,GS-GASPRO柱峰形良好,響應(yīng)靈敏度高,基線更為平穩(wěn),故選定GS-GASPRO柱為該試驗所用的色譜柱。

圖2 DB-624(A)、HP-PLOT/Q(B)和GS-GASPRO(C)色譜柱色譜圖

2.3 進(jìn)樣方式選擇島津AOC-6000自動進(jìn)樣器同時配備了頂空進(jìn)樣和液體進(jìn)樣2種模式,該研究分別采用這2種進(jìn)樣模式對添加濃度為0.75 mg/kg的樣品進(jìn)行6次平行試驗,并考察其精密度。結(jié)果表明,頂空進(jìn)樣和液體進(jìn)樣的平均回收率分別為89.2%、101.4%,均滿足檢驗要求,但頂空進(jìn)樣和液體進(jìn)樣的RSD分別為9.5%、4.6%,液體進(jìn)樣的重現(xiàn)性明顯高于頂空進(jìn)樣,故該試驗選擇液體進(jìn)樣模式。

2.4 儀器條件的選擇按照“1.2.4”條件進(jìn)行分析,二硫化碳得到很好的分離,保留時間為8.82 min(圖3),在全掃描模式下得到二硫化碳的質(zhì)譜圖(圖4),選擇豐度較大的76m/z作為定量離子,78m/z、44m/z作為定性離子。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、樣品、空白溶劑色譜圖

圖4 二硫化碳質(zhì)譜圖

2.5 線性關(guān)系及檢出限按照“1.2.4”條件進(jìn)行測定,以二硫化碳濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)建立工作曲線,得到線性回歸方程Y=484.308 9X-4 762.62(r=0.999 9),表明二硫化碳在0.01～1.00 mg/L線性關(guān)系良好。以信噪比為3∶1,確定方法的檢出限為0.02 mg/kg。

2.6 方法回收率和精密度在陰性茶葉基質(zhì)中分別添加3個濃度梯度(0.05、0.15、0.75 mg/kg)的二硫化碳標(biāo)準(zhǔn)溶液,進(jìn)行加標(biāo)回收試驗,每個濃度水平做6次。測得方法的平均回收率為85.6%～101.4%,RSD為4.6%～6.9%(表1)。

表1 3個濃度梯度的平均回收率及RSD(n=6)

2.7 福美雙、代森鋅、丙森鋅轉(zhuǎn)化率測定精密移取80 μL福美雙、代森鋅、丙森鋅的標(biāo)準(zhǔn)使用液(10 mg/L) 于頂空瓶中作為標(biāo)準(zhǔn)樣品,按“1.2.3”試樣前處理方法對其進(jìn)行衍生,取正己烷層上機(jī)進(jìn)行GC-MS分析,測定福美雙、代森鋅、丙森鋅的轉(zhuǎn)化率。從表2可以看出,福美雙、代森鋅、丙森鋅的平均轉(zhuǎn)化率分別為99.6%、101.3%、102.2%,RSD分別為6.6%、6.7%、2.8%。

表2 福美雙、代森鋅、丙森鋅轉(zhuǎn)化率(n=6)

2.8 實際樣品測定該研究共分析了50批茶葉,其中有8批檢出DTCs農(nóng)藥,總檢出率為16%,檢出平均值為0.14 mg/kg,具體如表3所示。其中2022年購買的茶葉檢出率有所增加,且檢出值最大為0.41 mg/kg,為臨時限值的4倍。

表3 DTCs農(nóng)藥檢出率

3 結(jié)論

該研究建立的茶葉中二硫代氨基甲酸酯(鹽)類(DTCs)農(nóng)藥氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)的測定方法,操作簡單快速、方法檢出限低、選擇性和重現(xiàn)性好、靈敏度高。采用該方法對購買的50批市售茶葉樣品中DTCs農(nóng)藥進(jìn)行檢測,檢出率16%,檢出平均值為0.14 mg/kg,檢出最大值為0.41 mg/kg。GB 2763—2021《食品中農(nóng)藥最大殘留量標(biāo)準(zhǔn)》對茶葉中的ODTs類農(nóng)藥沒有限量要求,參考?xì)W盟標(biāo)準(zhǔn),茶葉中二硫代氨基甲酸酯(鹽)類的臨時限量為0.1 mg/kg[21],表明茶葉中二硫代氨基甲酸酯(鹽)類農(nóng)藥存在一定的食品安全風(fēng)險,可將其作為風(fēng)險監(jiān)測指標(biāo),持續(xù)監(jiān)測,以期積累更多數(shù)據(jù),為補(bǔ)充茶葉的食品安全風(fēng)險評估提供更多參考。