鄭志福 翁文婷 謝曉蘭
摘要:旨在建立氣相色譜-電子俘獲檢測器快速測定蘆柑果皮2,4-二氯苯氧乙酸丁酯(2,4-DB)殘留量的方法。以乙酸乙酯為溶劑超聲波萃取果皮中的2,4-DB,蒸干后用丙酮定容至50.00 mL,氣相色譜-電子俘獲檢測器法(GC-ECD)檢測。方法的檢出限為0.20 μg/L,定量限為1.00 μg/L,加標(biāo)回收率為71.0%~95.2%,變異系數(shù)為1.4%~9.9%。在所有樣品中均檢出2,4-DB殘留,蘆柑浸泡2,4-DB后,48 h內(nèi)吸收降解了92.7%。
關(guān)鍵詞:蘆柑;2,4-二氯苯氧乙酸丁酯;氣相色譜-電子俘獲檢測器法(GC-ECD)
中圖分類號(hào): TQ450.2?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2019)20-0218-03
“中國蘆柑之鄉(xiāng)”福建省永春縣是全國唯一的蘆柑出口食品農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全示范區(qū)?,F(xiàn)有果園約6 667.67 hm2,年產(chǎn)量約18.5萬t,產(chǎn)值14億元以上,2015—2016年產(chǎn)季出口蘆柑超4萬t。因柑橘存在農(nóng)藥殘留的問題,難以進(jìn)入歐美等高端市場,一些國家更是憑借現(xiàn)代分析技術(shù)的優(yōu)勢,提出更高的農(nóng)藥殘留限量要求。印度尼西亞從2012年起對(duì)我國柑橘出口采取嚴(yán)格限制,2017—2018年產(chǎn)季更是被全面禁入。2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)類農(nóng)藥長期用于柑橘采摘前后的保鮮和防腐[1]。2,4-D溶解性小,較早使用的2,4-D鈉鹽水溶性及穩(wěn)定性較差,近年來果農(nóng)普遍改用57% 2,4-D丁酯(2,4-DB)乳油。2,4-DB醇基只有4個(gè)碳原子,沸點(diǎn)146~147 ℃,相比2,4-D的丁氧基乙酯(BEE)、2-乙基己基酯(2-EHE,異辛酯)等長鏈酯,2,4-DB更易汽化揮發(fā),在大氣中飄散,對(duì)其他雙子葉農(nóng)作物造成毒害[2]。GB 2763—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[3]中規(guī)定,2,4-D在柑橘中的最大殘留限量為 0.1 mg/kg。2,4-DB只允許在谷類和大豆中檢出,最大殘留限量為0.05 mg/kg,未允許在柑橘中使用。2016年農(nóng)業(yè)部停止2,4-DB的田間試驗(yàn)及產(chǎn)品登記[2],2023年起,我國將全面禁止2,4-DB的生產(chǎn)和銷售。大多數(shù)國家禁止使用 2,4-DB,2000年以后國內(nèi)外只有11篇關(guān)于2,4-DB的研究報(bào)道[4-14],且主要集中在其作為植物生長調(diào)節(jié)劑及除草劑的應(yīng)用上,尚未發(fā)現(xiàn)2,4-DB防止柑橘果實(shí)脫落及腐爛的研究報(bào)道。2,4-DB的檢測方法主要有氣相色譜-電子俘獲檢測器法(GC-ECD)[7]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)[9-12]、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-MS)[13-14]等,而國標(biāo)檢測方法GB/T 5009.165(GC-ECD、填充柱)在2003年頒布后未再更新。柑橘是我國產(chǎn)量第二大水果,蘆柑等寬皮柑橘占了出口量的70%,2,4-DB在寬皮柑橘中已非法使用近10年,卻缺乏專門的研究。本研究建立了蘆柑果皮乙酸乙酯超聲波提取、GC-ECD快速檢測方法,并對(duì)果皮中 2,4-DB 的降解速度進(jìn)行了初步研究。
1?材料與方法
1.1?儀器與設(shè)備
氣相色譜(島津GC2014C,配置PECD檢測器、AOC-20i自動(dòng)進(jìn)樣器、LabSolutions LE V5.81工作站);超聲波清器(昆山市超聲儀器有限公司,型號(hào)為KQ-300VDB);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(北京萊伯泰科儀器有限公司,型號(hào)為EV321);電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司,型號(hào)為BS 224S)。
1.2?材料和試劑
2,4-DB對(duì)照品(阿拉丁,100 μg/mL,正己烷),用正己烷分別稀釋到10.00、20.00、60.00、80.00、100.00 μg/L作為標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液。2,4-DB農(nóng)藥(57%乳油,大連松遼化工有限公司)。甲醇、乙酸乙酯、丙酮、正己烷均為色譜純。蘆柑鮮果于2017年11月18日采摘于永春縣一都鎮(zhèn)果園,市售4批樣品于2017年12月購自當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場及超市。
1.3?樣品前處理
將蘆柑皮切成0.3 cm×2.0 cm的小條,稱取5.00 g于 100 mL 圓底燒瓶中,加25.00 mL乙酸乙酯,超聲波20 min,取上清液,各用5.00 mL乙酸乙酯洗果皮3次。合并乙酸乙酯,45 ℃減壓蒸干,丙酮+超聲波溶解并定容至50.00 mL。
1.4?氣相色譜條件
汽化室290 ℃,進(jìn)樣量0.5 μL,分流比1 ∶2;載氣(N2)恒流1.00 mL/min。色譜柱:Agilent HP-5Ms(19091J-433,30 m×250 μm×0.25 μm)。程序升溫:150 ℃保持2 min,15 ℃/min 上升至225 ℃保持2 min,20 ℃/min上升至310 ℃保持4.5 min;ECD 310 ℃,電流1.00 nA,N2尾吹30 mL/min,溶劑延遲3 min。
1.5?標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限、定量限、回收率及蘆柑2,4-DB殘留量的測定
取“1.2”節(jié)的2,4-DB標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液,按“1.4”節(jié)方法進(jìn)行分析(n=5),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。2,4-DB用正己烷逐級(jí)稀釋后按“1.4”節(jié)方法進(jìn)行分析,計(jì)算檢出限和定量限,平行3次。蘆柑鮮果添加100、500 μg/kg 2,4-DB;市售蘆柑樣品4批,按“1.3”節(jié)方法前處理,按“1.4”節(jié)條件分析(n=3),計(jì)算回收率及2,4-DB殘留量。
1.6?蘆柑果皮2,4-DB降解速度
蘆柑鮮果采摘7 d后,用比例為10 g ∶10 L的2,4-DB農(nóng)藥水浸泡5 min,撈出后在陰涼處晾干,1.5、24、48、72、96 h后按“1.3”節(jié)、“1.4”節(jié)方法分析檢測(n=3)。
2?結(jié)果與分析
2.1?前處理
2,4-DB作為保鮮劑使用主要?dú)埩粼诠け砻?,蘆柑果皮含多種有機(jī)物,用甲醇、乙酸乙酯、石油醚3種不同極性溶劑提取2,4-DB,石油醚提取效果最差,甲醇的提取率只有乙酸乙酯的43%~51%,且雜質(zhì)含量高于乙酸乙酯,本研究采用5倍橘皮質(zhì)量的乙酸乙酯,超聲波提取20 min。乙酸乙酯提取液中含大量有機(jī)物(圖1),色譜檢測前常采用固相萃取、QuEChERS等方法凈化。ECD為選擇性檢測器,果皮2,4-DB殘留量較大,在最佳柱溫條件下,2,4-DB與其他雜質(zhì)完全分開(圖2),無需凈化處理。果皮中含較多水分,乙酸乙酯提取液中含微量水,影響ECD檢測。乙酸乙酯提取液于 45 ℃ 減壓蒸干后用丙酮定容,過0.25 μm濾膜,用GC-ECD檢測。2,4-DB在果皮中不得檢出,快速篩查時(shí),提取液不蒸干,乙酸乙酯定容至50 mL,過濾時(shí)加無水硫酸鈉脫水,響應(yīng)值下降 25%~40%。
2.2?GC分離
蘆柑皮用乙酸乙酯提取、定容后,不經(jīng)凈化處理直接進(jìn)樣。盡管ECD為選擇性檢測器,提取液中含大量雜質(zhì),特別是13~14 min有2個(gè)含量很高的雜質(zhì)(圖1)。最佳柱溫條件下,2,4-DB在保留時(shí)間8.37 min處,與雜質(zhì)完全分離(圖2),提取液無需凈化處理。
2.3?2,4-DB標(biāo)準(zhǔn)曲線及方法檢出限
2,4-DB對(duì)照品(阿拉丁,100 μg/mL,基體正己烷),用正己烷分別稀釋到10.00、20.00、60.00、80.00、100.00 μg/L,按“1.3”節(jié)方法進(jìn)行GC-ECD檢測。濃度由低到高,每個(gè)濃度測定5次,以峰面積(A)的平均值對(duì)濃度(C)作圖(圖3)。
線性方程:A=425.8C+1 911,r2=0.998 6。進(jìn)樣2,4-DB稀溶液,1.00 μg/L 2,4-DB相對(duì)誤差約為10%,0.20 μg/L 2,4-DB可手動(dòng)積分,0.10 μg/L 2,4-DB 無法確定峰位置。方法檢出限為0.20 μg/L,定量限為1.00 μg/L。使用填充柱(1.7% OV-17和2% QF-1混合固定液,2 m×3.2 mm),方法檢出限為0.025 mg/kg[15],只比GB 2763—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?食品中農(nóng)藥最大殘留限量》中2,4-DB在谷類中允許的最大殘留限量0.05 mg/kg稍低,GB/T 5009.165—2003《糧食中2,4-滴丁酯殘留量的測定》遠(yuǎn)落后于檢測要求。毛細(xì)管柱分離效果更好,檢出限及定量限降低2個(gè)數(shù)量級(jí)以上,本方法可作為谷物中2,4-DB殘留量檢測方法的參考。
2.4?蘆柑果皮2,4-DB殘留量檢測及2,4-DB降解速度
圖2中由下往上5條色譜曲線依次為20.00 μg/L 2,4-DB正己烷溶液、蘆柑鮮果、市售蘆柑、蘆柑鮮果加 100.00 μg/kg 2,4-DB、蘆柑鮮果加500.00 μg/kg 2,4-DB。2,4-DB除作為蘆柑保鮮劑使用外,還可防止落果,在開花末期與第1、第2生理落果期各要噴灑1次2,4-DB。防止落果時(shí),2,4-DB無用藥指導(dǎo),2,4-D鈉鹽的用藥濃度為1 g農(nóng)藥加100 kg水稀釋,而作為保鮮劑使用時(shí),用藥濃度為1 g 2,4-D 鈉鹽加4 kg水稀釋。蘆柑種植過程需噴灑較低濃度2,4-DB防止果實(shí)脫落,從果園采摘的蘆柑鮮果果皮中可檢測出微量2,4-DB殘留(圖2-②),本底濃度為 62.5 μg/kg。如表1所示,分別添加100.0、500.0 μg/kg 2,4-DB,回收率分別為71.0%、95.2%。
市售4批蘆柑,各取3個(gè),取果實(shí)中部果皮,按“1.3”“1.4”節(jié)方法進(jìn)行檢測(n=3),2,4-DB殘留量分別為(100.7±6.0)、(111.7±15.0)、(123.2±1.5)、(139.3±11.8) μg/kg。根據(jù)GB 2763—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?食品中農(nóng)藥最大殘留限量》,2,4-DB在蘆柑中禁止檢出,但果園現(xiàn)采摘鮮果及市售蘆柑的果皮中均檢出2,4-DB殘留,殘留量比蘆柑(全果)2,4-D最大殘留限量100 μg/kg還高,說明在蘆柑生長期噴灑2,4-DB防止落果、采摘后浸泡 2,4-DB 防止果實(shí)腐爛均是普遍行為。
在初次試驗(yàn)中,蘆柑采摘24 h后,用2.0~10 g 2,4-DB農(nóng)藥:10 kg水4個(gè)不同濃度2,4-DB藥水浸泡,晾干,5 d后檢測。不同用藥濃度的蘆柑2,4-DB殘留量在88.3~111.4 μg/kg 間,與蘆柑鮮果2,4-DB本底殘留量相差不大。蘆柑浸泡保鮮劑后,果皮表面殘留的2,4-DB在短期內(nèi)迅速被吸收并降解。剩余少量蘆柑鮮果在采摘后第7天用 1 g/1 kg 濃度藥水處理。蘆柑在藥水中浸泡5 min后晾干,1.5、24、48、72、96 h后檢測,2,4-DB殘留量依次為(1 370.3±10.7)、(449.7±21.3)、(94.7±9.0)、(94.8±10.8)、(101.5±14.5) μg/kg。2,4-DB含量在24 h內(nèi)降低了67%,48 h后含量降低到約100 μg/kg的本底水平,48 h內(nèi)2,4-DB被蘆柑果皮吸收并降解了92.7%。不同蘆柑果皮厚度及粗糙程度相差較大,造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差普遍較大。
2.5?蘆柑2,4-D類農(nóng)藥的使用現(xiàn)狀及后續(xù)研究計(jì)劃
2,4-D類農(nóng)藥是目前世界上使用量最大的農(nóng)藥,對(duì)其監(jiān)管日趨嚴(yán)格。2,4-D類農(nóng)藥可防止柑橘在生長期果實(shí)脫落、貯藏期果實(shí)腐爛,是柑橘種植、銷售過程中必不可少的農(nóng)藥。2,4-D鈉鹽因水溶解性能不佳等原因,較早被市場棄用。2,4-DB 是近10年我國較常見劑型,但2,4-DB揮發(fā)性較強(qiáng),對(duì)其他農(nóng)作物毒害性較大,2017年起被停止產(chǎn)品登記[2]。目前市場上新出現(xiàn)的劑型是2,4-滴二甲胺鹽(2,4-DD),GB 2763—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)?食品中農(nóng)藥最大殘留限量》還新增了2,4-滴異辛酯(2,4-DE)。2,4-DD是 2,4-D 與二甲胺形成的絡(luò)合物,相比2,4-D鈉鹽(固體,含量85%),能制成穩(wěn)定乳油劑型,易于加水稀釋。2,4-DB、2,4-DE 是2,4-D分別與丁醇、異辛醇(2-乙基己醇)形成的酯,2,4-DE沸點(diǎn)396.9 ℃,遠(yuǎn)高于2,4-DB的147 ℃,不易揮發(fā),但目前市場上沒有單獨(dú)2,4-DE劑型農(nóng)藥。2,4-D類農(nóng)藥都是在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化成2,4-D,進(jìn)而發(fā)揮作用。目前對(duì)2,4-DD、2,4-DE的研究基本空白,即將被禁用的2,4-DB研究也很少。蘆柑果皮2,4-DNa殘留量[16]為 1 040 μg/kg,2,4-DB比2,4-D低1個(gè)數(shù)量級(jí)。不同2,4-D類農(nóng)藥被果皮細(xì)胞吸收效率、轉(zhuǎn)化成2,4-D效率、保鮮效果、防止果實(shí)脫落等方面可能存在區(qū)別,有待進(jìn)一步研究。
3?結(jié)論
本研究建立了GC-ECD測定柑橘2,4-DB殘留量的方法,可快速篩查柑橘是否違規(guī)使用2,4-DB。盡管不被法規(guī)允許,2,4-DB在蘆柑生產(chǎn)、銷售過程中普遍使用。浸泡 1 g/kg 2,4-DB農(nóng)藥后果實(shí)表面2,4-DB殘留48 h內(nèi)被吸收分解。在加強(qiáng)監(jiān)管濫用2,4-DB的同時(shí),應(yīng)加快對(duì) 2,4-DD、2,4-DE等替代2,4-D類農(nóng)藥使用的研究。
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