QuEChERS結(jié)合氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜 測定香辛料中30種農(nóng)藥殘留

Determination of 30 Pesticide Residues in Spices by QuEChERS Combined with Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

ZHANG Jie， YAN Jun， ZHAO Bo，PENG Tao， WANG Xingzhi*

（Lanzhou Institute ofFood and Drug Inspection and Testing， Key Laboratory of Pesticide and Veterinary Drug

Monitoring， State Administration for Market Regulation， Gansu Engineering Research Center for Monitoring Exogenous Harmful Residues in Traditional Chinese Medicines，Lanzhou 73oo50， China）

Abstract： Objective： To establish a gas chromatography-tandem mass spectrometry method for the determination of 30 common pesticide residues in spices. Method： Samples were hydrated for 30min ， extracted with 1% acetic acid-acetonitrile via vortex-assisted extraction， and purified using a QuEChERS cleanup tube containing 150mg anhydrous magnesium sulfate and 50mg primary secondary amine. Compound separation was achieved usinga DB-5MS capillary column （30m×0.25mm ， 0.25μm ，andmass spectrometry detection wasperformed in multiple reaction monitoring mode with matrix-matched calibration standards to corrct for matrix efects. Result： The 30 pesticides exhibited good linearity within the concentration range of 0～200ng?mL^-1 . The method's limits of detection， limits of quantification， and correlation coefficients （R²） all met experimental requirements.At spiked levels of 0.2， 0.5mg?kg^-1 and 1.0mg?kg^-1 ，the average recoveries ranged from 74.6% to 116.0% ，with relative standard deviations of 1.1% to 5.6% . Conclusion： This method combines QuEChERS pretreatment with gas chromatographytandem mass spectrometry to achieve high-throughput detection of multiclasspesticide residues in spice matrices.

Its sensitivity complies with the maximumresidue limits specifed inGB2763—2021，providing reliable technical support for food regulatory agencies.

Keywords： spices; pesticide residues; gas chromatography-tandem mass spectrometry; QuEChERS

香辛料作為食品風(fēng)味調(diào)控的核心要素，不僅賦予菜肴獨特的揮發(fā)性風(fēng)味特征，其含有的生物活性成分（如辣椒素、姜酚等）更被證實具有促消化、抗氧化等生理功能[1-3]。然而在香辛料（如辣椒、胡椒、花椒、姜等）種植過程中，為控制病蟲害對產(chǎn)量和質(zhì)量的影響，通常會使用農(nóng)藥進行化學(xué)防治[4d。由于農(nóng)藥種類眾多，加之使用的劑量、頻率不當(dāng)，勢必會造成香辛料中農(nóng)藥殘留的增加，導(dǎo)致其農(nóng)藥殘留超標。近年來，農(nóng)藥殘留超標情況頻頻出現(xiàn)，我國出口的花椒多次被檢出戊唑醇等農(nóng)藥不合格，因此提高香辛料的安全生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)量監(jiān)控已勢在必行[7-9]。

隨著社會的進步和人們對食品安全的高需求，農(nóng)藥殘留標準日趨嚴格，研發(fā)簡便、高效、高通量的農(nóng)藥多殘留檢測技術(shù)成為當(dāng)務(wù)之急[6-10]。相較于常見的果蔬基質(zhì)，香辛料基質(zhì)更為復(fù)雜，在前處理的過程中難以有效去除油脂雜質(zhì)所帶來的干擾，導(dǎo)致無法在日常檢測中準確的定性和定量。本文創(chuàng)新性地整合改進型QuEChERS凈化技術(shù)[引入 C₁₈ 和 N_- 丙基乙二胺（PrimarySecondaryAmine，PSA）雙機制吸附劑，并添加石墨化碳黑（GraphitizedCarbonBlack，GCB）用于平面結(jié)構(gòu)色素吸附1與氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜（GasChromatography-TandemMassSpectrometry，GC-MS/MS）的多反應(yīng)監(jiān)測（MultipleReactionMonitoring，MRM）模式，成功構(gòu)建花椒基質(zhì)中30種有機氯/擬除蟲菊酯農(nóng)藥的痕量檢測體系，其方法學(xué)驗證嚴格遵循歐盟SANTE/11312/2021標準，為突破香辛料復(fù)雜基質(zhì)的檢測技術(shù)瓶頸提供新范式。

1材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

隴南花椒、青花椒，隴南武都助農(nóng)館；甘谷辣椒，甘谷農(nóng)貿(mào)市場。HB-5MS氣相色譜柱，安捷倫；CleanertQuEChERS凈化包A組：無水硫酸鎂1200mg ，PSA 400mg ， C₁₈400mg ，GCB 200mg B組：無水硫酸鎂 900mg ，PSA 150mg ，GCB 45mg C組：無水硫酸鎂 900mg ，PSA 150mg ，GCB 15mg 以及鹽包（ MgSO₄4g 、 NaCl1g ），天津博納艾杰爾公司；30種農(nóng)藥標準溶液 ），百靈威科技；乙酸、乙腈、丙酮、乙酸乙酯，均為色譜純，德國Merck公司。

7000D氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，安捷倫；MV5氮吹儀，萊伯泰科；5810R高速離心機，艾本德；BSA224S-CW萬分之一電子天平，梅特勒；VORTEX-5渦旋混勻器，其林貝爾公司；SB-4200DT超聲波清洗機，寧波新芝。

1.2標準溶液配制

① 標準儲備液的配制。取一定量的30種農(nóng)藥標準溶液用乙酸乙酯配制成 10μg?mL^-1 的標準儲備液，于 0°C 冰箱保存。 ② 標準工作溶液的配制。移取配制的30種農(nóng)藥標準儲備液適量，用乙酸乙酯配制成1μg?mL^-1 的標準工作液。使用空白樣品基質(zhì)提取液配制農(nóng)藥標準工作曲線質(zhì)量濃度為0、2、5、10、25，50，100μgL^-1 和 200μgL^-1 ，于 0°C 冰箱保存使用。

1.3樣品前處理

① 樣品干燥、粉碎。將購買的隴南花椒、青花椒和甘谷辣椒樣品去除雜質(zhì)后，于恒溫干燥箱干燥，取出晾至室溫后粉碎過篩待用。 ② 樣品提取。準確稱取 5.00g 樣品（精確至 ±0.01g ）置于預(yù)裝 15mL 超純水的 50mL 離心管中，室溫浸泡 30min 。依次加入 1% 酸化乙腈溶液及提取鹽包（含 與 ），立即渦旋振蕩 5min 使充分混合。以 3900r?min^-1 離心 5min （離心半徑 8cm ），收集上清液備用。 ③ 凈化處理。將上清液定量轉(zhuǎn)移至QuEChERS凈化管（含PSA 150mg 與 C₁₈45mg ），渦旋振蕩 5min 后同條件離心。準確移取 2.00mL 上清液至濃縮管，于（ 35±1 ） C 水浴中，以 0.3MPa 高純氮氣吹掃濃縮至近干（殘留液量 lt;50μL ）。用1.00mL 乙酸乙酯復(fù)溶，經(jīng) 0.22μm 有機系微孔濾膜過濾后轉(zhuǎn)入色譜進樣瓶。

1.4儀器工作條件

1.4.1 色譜條件

色譜柱：HP-5MS毛細管柱（ 30m×0.25mm ，0.25μm ）；程序升溫：初始 60°C 保持 1min 以100 升至 250°C 保持 0.5min 以20^°C?min^-1 升至 310^qC 保持 3.5min ；載氣：高純氮氣（ ≥99.999% ），恒流模式 1.2mLmin^-1 ；進樣參數(shù)：1.0μL 不分流進樣，進樣口溫度 280^qC ；檢測器：質(zhì)量選擇檢測器，電子轟擊源 70eV ，離子源溫度 230°C 。

1.4.2 質(zhì)譜條件

離子源：電噴霧電離源；監(jiān)測模式：正離子監(jiān)測模式；掃描方式：多級監(jiān)測模式；電離能量：70eV ；接口溫度： 300^°C ；離子傳輸管溫度： 250^qC 溶劑延遲時間： 3.5min ，儀器參數(shù)見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 前處理條件的優(yōu)化

2.1.1 提取溶劑的優(yōu)化

基于相似相溶原理，針對目標中等極性農(nóng)藥特性，優(yōu)先排除正己烷、甲苯等弱極性溶劑，重點考察 1% 酸性乙腈、純乙腈、乙酸乙酯及丙酮4種典型溶劑的提取效能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，丙酮作為提取劑時基質(zhì)干擾顯著，提取液呈深色且雜質(zhì)含量較高，而 1% 酸性乙腈、純乙腈和乙酸乙酯均呈現(xiàn)較優(yōu)的基質(zhì)凈化效果，提取液澄明度良好。進一步通過加標回收實驗發(fā)現(xiàn)， 1% 酸性乙晴組在30種目標農(nóng)藥中，其中28種回收率為 70%～120% ，明顯優(yōu)于其他溶劑組?；谔崛〖兌扰c回收率的綜合考量，最終選定 1% 酸性乙腈作為最優(yōu)提取溶劑。

2.1.2QuEchERs凈化條件優(yōu)化

為降低辣椒和花椒基質(zhì)中脂溶性成分對檢測儀器的污染風(fēng)險并確保檢測結(jié)果的可靠性，本文針對QuEChERS前處理技術(shù)中的凈化環(huán)節(jié)進行優(yōu)化。通過系統(tǒng)比較A組：復(fù)合型凈化體系（無水硫酸鎂1200mg 作為脫水劑，輔以PSA 400mg 、 C₁₈400mg 雙機制吸附劑，并添加GCB 200mg 用于平面結(jié)構(gòu)色素吸附）、B組：常規(guī)凈化體系（無水硫酸鎂900mg+PSA150mg+GCB45mg ）和C組：簡化凈化體系（無水硫酸鎂 900mg+PSA150mg+GCB15mg ）這3種不同配比的凈化材料組合對色素、脂類等干擾物質(zhì)的去除效率及農(nóng)藥回收率的影響，篩選出最優(yōu)凈化方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，A組凈化體系表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，通過多類型吸附材料的協(xié)同作用，該組合有效去除了樣品中 96% 以上的脂類物質(zhì)和特征辣椒紅色素。其中 C₁₈ 填料對長鏈脂肪酸的特異性吸附與GCB對平面色素分子的 π-π 作用，共同構(gòu)成了高效的基質(zhì)凈化網(wǎng)絡(luò)。

2.2 質(zhì)譜條件的優(yōu)化

為了獲取豐度較高的特征離子，本實驗對30種農(nóng)藥殘留化合物進行全掃描。采用MRM掃描不僅分辨率高，而且適用于持久性有機污染物的檢測，因此本研究采用MRM采集模式。對30種農(nóng)藥殘留進行分析，分離效果良好，總離子流色譜圖如圖1所示。

2.3 方法評價

2.3.1 線性范圍、檢出限和定量限

選取已知空白花椒制得基質(zhì)提取液后，逐級稀釋后上機測定?？v坐標為農(nóng)藥殘留峰面積 （y） ，橫坐標為質(zhì)量濃度 （x，μg?L^-1 ），繪制標準曲線，結(jié)果見表2。結(jié)果顯示農(nóng)藥殘留相關(guān)系數(shù)均 gt;0.990 ，方法檢出限為 0.005～0.02mg?kg^-1 ，定量限為 0.01～ 0.05mg?kg^-1 ，可滿足隴南花椒中30種農(nóng)藥殘留日常分析。

2.3.2 回收率及精密度

本研究選取空白基質(zhì)樣品，分別在0.2、0.5、1.0mg^.kg^-1 這3個梯度添加濃度水平下開展加標回收實驗。每個添加水平設(shè)置6個平行樣本，參照1.3所述方法經(jīng)提取凈化等前處理步驟后進行儀器分析。采用基質(zhì)匹配標準曲線結(jié)合外標法進行定量分析，實驗結(jié)果顯示，隴南花椒中30種農(nóng)藥殘留的加標回收率范圍為 74.6%～ 116.0% ，相對標準偏差（RelativeStandardDeviation，RSD）為 1.1%～5.6% ：甘谷辣椒中30種農(nóng)藥殘留的加標回收率范圍為77.5%～ 113.0% ，RSD為 1.1%～4.3% ；青花椒中30種農(nóng)藥殘留的加標回收率范圍為 78.1%～ 113.0% RSD為 1.1%～4.2%_?"，綜上，3種香辛料中所有農(nóng)藥的平均回收率為 74.6%～ 116.0% ，相對標準偏差為1.1%～5.6% 。說明該方法重復(fù)性良好、準確性高，儀器運行狀態(tài)穩(wěn)定，完全滿足日常檢測技術(shù)要求。具體數(shù)據(jù)詳見表3、表4和表5。表5青花椒30種農(nóng)藥殘留回收率和相對標準

2.4 實際樣品檢測

本實驗按照文中優(yōu)化后的條件對市售50批隴南花椒樣品、50批甘谷辣椒和50批青花椒中15種農(nóng)藥殘留進行風(fēng)險監(jiān)測，未檢出上述30種農(nóng)藥殘留。

3結(jié)論

本研究以隴南花椒、青花椒和甘谷辣椒為研究對象，通過系統(tǒng)優(yōu)化樣品前處理條件和氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜參數(shù)，建立了適用于香辛料基質(zhì)中30種農(nóng)藥殘留的快速檢測方法。實驗采用乙晴振蕩提取法，結(jié)合改良QuEChERS凈化技術(shù)。采用DB-5MS色譜柱進行分離，在多反應(yīng)監(jiān)測模式下進行檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隴南花椒、甘谷辣椒和青花椒中所有農(nóng)藥的加標回收率范圍為 74.6%～116.0% ，RSD為 1.1%～5.6% 說明該方法重復(fù)性良好、準確性高，儀器運行狀態(tài)穩(wěn)定，完全滿足日常檢測技術(shù)要求。方法學(xué)驗證顯示，方法檢出限為 0.005～0.02mg?kg^-1 ，定量限為 0.01～0.05mg?kg^-1 ，靈敏度滿足我國《食品安全國家標準食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB2763—2021）要求。在實際檢測中，150批次市售樣品均未檢出農(nóng)藥超標殘留，驗證了方法的實用性與可靠性。該方法為香辛料中農(nóng)藥多殘留的高通量篩查提供了高效、準確的技術(shù)方案，對完善我國調(diào)味品質(zhì)量安全標準體系具有重要參考價值。

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