李長濱，李 靚，江晨瀟

(河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)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(jī)磷農(nóng)藥(organophosphorous pesticides, OPPs)以其高效、種類繁多、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，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(jī)磷農(nóng)藥，但是仍有不法分子使用或變相使用有機(jī)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(zhǔn)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(jìn)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(jī)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(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測項(xiàng)目中，傳統(tǒng)的樣品前處理過程十分繁瑣，約占檢測實(shí)驗(yàn)時(shí)間的70%[8]。為縮短實(shí)驗(yàn)前處理時(shí)間，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(jià)了提取液的凈化方式、提取劑的種類和超聲時(shí)間對采用氣相色譜法測定7種常規(guī)的有機(jī)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(yàn)探究最優(yōu)前處理方式，并分別計(jì)算了7種常規(guī)有機(jī)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(jī)磷農(nóng)藥殘留測定進(jìn)行比較研究，為食品中的有機(jī)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(shí)驗(yàn)試劑和儀器

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑

氧樂果標(biāo)準(zhǔn)溶液、樂果標(biāo)準(zhǔn)溶液、甲基對硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液、殺螟硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液、馬拉硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液、對硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液、甲基異柳磷標(biāo)準(zhǔn)溶液購自國家標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)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(jī)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(yuǎn)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(jī)購自美國密理博公司。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

2.1 樣品的采集與預(yù)處理

豆角樣品按GB/T14553-2003標(biāo)準(zhǔn)[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(biāo)準(zhǔn)農(nóng)藥溶液的配置

2.3 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液，再配制成質(zhì)量濃度為5 μg/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液儲備液，最終將混合標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)混合液。

2.4 色譜分析條件

HP-5毛細(xì)管柱(30 m*0.32 mm*0.25 μm)，柱流速1.0 mL/min，進(jìn)樣口溫度250 ℃，檢測器溫度300 ℃，載氣高純氮?dú)?，流速?0 mL/min，進(jìn)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(biāo)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(xì)管柱對7種有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)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(jī)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(biāo)提取物，本實(shí)驗(yàn)選擇不含7種有機(jī)磷農(nóng)藥的豆角進(jìn)行不同提取方法的評價(jià)。取豆角樣品，粉碎后加入濃度為5 μg/mL含7種有機(jī)磷農(nóng)藥的混標(biāo)樣品，靜置兩小時(shí)后在相同的儀器條件下分別用NY/T761-2008標(biāo)準(zhǔn)[11]、超聲波提取法和漩渦振蕩提取法進(jìn)行樣品提取，后兩個(gè)方法是在第一個(gè)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行，即用超聲提取和旋渦震蕩提取代替第一個(gè)方法中的震蕩，每種方法重復(fù)5次。

圖1 7種有機(jī)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(jī)磷農(nóng)藥的加標(biāo)回收率在80.08%～100.02%，RSD<7.1%；采用漩渦振蕩提取法7種有機(jī)磷農(nóng)藥的加標(biāo)回收率在77.90%～105.15%，RSD<8.0%；而參考NY/T761-2008的方法，7種有機(jī)磷農(nóng)藥的加標(biāo)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(jī)磷農(nóng)藥回收效果最好，可能是因?yàn)橛脟鴺?biāo)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(jī)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(xì)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(shí)驗(yàn)選用超聲波提取法處理樣品。

表1 不同提取方式的有機(jī)磷農(nóng)藥檢測結(jié)果 %

3.3 超聲時(shí)間對結(jié)果的影響

本實(shí)驗(yàn)分別選擇了10 min、20 min、30 min作為超聲提取時(shí)間，選擇提取效果最佳的超聲時(shí)間。由表2可以看出，超聲10～30 min， 7種有機(jī)磷農(nóng)藥的加標(biāo)回收率差異不大，超聲20 min的加標(biāo)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(jī)磷農(nóng)藥的回收效率較低，經(jīng)分析可能是因?yàn)槌暡ㄌ崛r(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)間的有機(jī)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(shí)驗(yàn)對豆角樣品提取液進(jìn)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(jī)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(shí)也吸收了部分有機(jī)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(jī)磷農(nóng)藥的回收率下降，農(nóng)藥含量降低，對上機(jī)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響較大(表3)。經(jīng)PSA吸附過濾的有機(jī)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?yàn)镻SA的作用是去除極性有機(jī)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(shí)驗(yàn)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(jī)檢測后的結(jié)果較準(zhǔn)確，測得的7種有機(jī)磷農(nóng)藥的含量更貼合加標(biāo)量。因此本試驗(yàn)采用0.22 μm濾膜對提取液進(jìn)行凈化處理。

表3 不同處理方式的樣品提取液有機(jī)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(shí)驗(yàn)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(jī)磷農(nóng)藥，由表4可以看出，用乙腈進(jìn)行提取7種有機(jī)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(jī)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(jī)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(shí)間使其靜置降溫以防止有機(jī)組分的揮發(fā)。楊英桂等[13]以蔬菜為樣品，氣相色譜法進(jìn)行多種有機(jī)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(qiáng)且溶解有機(jī)磷農(nóng)藥的能力較強(qiáng)，提取效果好，因此本實(shí)驗(yàn)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(jī)磷農(nóng)藥回收結(jié)果 %

3.6 方法的相關(guān)系數(shù)、保留時(shí)間與線性范圍

由表5可知，7種有機(jī)磷農(nóng)藥在測定時(shí)，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(jī)磷農(nóng)藥的相關(guān)系數(shù)、保留時(shí)間與線性范圍

3.7 回收率試驗(yàn)和精密度試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取一定量的豆角樣品，分別加入50 μL、100 μL、200 μL 7項(xiàng)混合農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)儲備液，靜置2小時(shí)后按實(shí)驗(yàn)選定的超聲波提取法(乙腈為提取液)進(jìn)行提取，過0.22 μm濾膜進(jìn)行凈化，選用氣相色譜儀進(jìn)行上機(jī)檢測，每個(gè)水平重復(fù)實(shí)驗(yàn)5次，計(jì)算測得的7種有機(jī)磷農(nóng)藥對應(yīng)的平均回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果如表6所示。

7種有機(jī)磷農(nóng)藥的加標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，適合于蔬菜中有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留的檢測。

表6 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)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(jìn)主要圍繞前處理方法進(jìn)行，即提取劑的種類和用量、前處理方法的時(shí)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(shí)間，探究不同前處理方式對食品中有機(jī)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(biāo)法定量，建立了同時(shí)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(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析方法。方法準(zhǔn)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。