謝正林,吳夢雅,許俊齊,趙婉寧,代升飛
(1.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 句容 212400;2.江蘇農(nóng)林檢測中心,江蘇 句容 212400)
近年來,隨著食用菌產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,產(chǎn)量日益提升,在消耗大量栽培原料的同時,菌渣產(chǎn)量也不斷增加。面對大量菌渣的產(chǎn)生,為避免環(huán)境污染,提高生態(tài)效益,推動綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,菌渣高效循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)化也初見雛形。
食用菌菌渣作為優(yōu)質(zhì)資源在農(nóng)作物種植、園藝作物栽培基質(zhì)、養(yǎng)殖飼料等產(chǎn)業(yè)上發(fā)揮著不小作用。菌渣主要是棉子殼、玉米芯、木屑等一些作物秸稈,在經(jīng)過菌絲降解后,農(nóng)藥殘留一部分會轉(zhuǎn)移到食用菌中,大部分還會殘留在菌渣中。目前,面對食品安全,人們大部分注意力放在食用菌農(nóng)殘的檢測上,而對于食用菌菌渣安全利用,關(guān)注度不夠。因而,建立一種安全有效的菌渣農(nóng)殘檢測,分析菌渣中農(nóng)藥殘留成分,防控菌渣中農(nóng)藥殘留進(jìn)一步轉(zhuǎn)移,對菌渣資源化安全循環(huán)利用有重要意義。為此,本研究基于氣相色譜法檢測農(nóng)藥殘留的基礎(chǔ)上,探討菌渣中9 種農(nóng)藥多殘留:乙烯菌核利、三唑酮、腐霉利、異菌脲、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氨氰菊酯的檢測方法,以期為菌渣資源化利用過程中安全使用奠定研究基礎(chǔ)。
氣相色譜儀(Agilent 7890A,配ECD 檢測器);臺式高速冷凍離心機(jī):sigma G-26C 最大轉(zhuǎn)速,26 000 轉(zhuǎn)·min(賽多利斯);電子天平:ME204E/02(梅特勒上海有限公司);漩渦混合器:Mixplus(艾本森);超聲波儀:SB25-12DTD(寧波新芝);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:RE-52AA(上海亞榮公司);全自動平行濃縮儀:AutoEVA-60(廈門睿科公司);分散機(jī):IKAT10(德國IKA 公司);磨粉機(jī):SS-1022(圣順機(jī)械);離心管、移液器以及其它實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備等。
乙腈、丙酮、正己烷:HPLC 級德國默克公司;固相萃取柱:弗羅里矽柱(Florisil),容積6 mL,填充物1 000 mg;濾膜:0.2 μm,有機(jī)溶劑膜,鋁箔;菌渣:秀珍菇菌渣,由江蘇農(nóng)林食用菌教學(xué)工場提供;農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品采購于天津阿爾塔科技有限公司,濃度均為1 000 mg·mL。
色譜柱:Agilent 色譜柱HP-5MS(30 m×0.250 mm×0.25 mm-60~325 ℃);柱流量:1.0 mL·min;進(jìn)樣量:1 μL;進(jìn)樣口溫度:250 ℃;載氣:高純氮?dú)饧兌取?9.99%;進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣;升溫程序:150℃保持0.5 min,10 ℃·min升至260 ℃保持5 min,25 ℃·min升至300 ℃,保持12 min。
1.4.1 試樣的制備與保存 取新鮮菌渣,高速勻漿,放入離心管中,于-20~-18 ℃條件下保存,備用。
1.4.2 試樣前處理 參考NY/T 761-2008 標(biāo)準(zhǔn):準(zhǔn)確稱取25.0 g 菌渣置離心管中,移取50.0 mL 乙腈,高速振蕩2 min 后,超聲提取,濾液收集到裝有7 g NaCl 的具塞量筒中,收集濾液40~50 mL,蓋上塞子,劇烈震蕩1 min,在室溫下靜置,使乙腈相和水相分層。
濃縮:吸取10.00 mL 上清液置于試管中,將試管插入全自動平行濃縮儀,50 ℃氮吹至近干,用2.0 mL 正己烷復(fù)溶,密封,待凈化。
凈化:將萃取柱依次用5.0 mL 丙酮+正己烷(1∶9,V/V)、5.0 mL 正己烷潤洗活化,隨后立即倒入待凈化液,收集過濾液,用5.0 mL 丙酮+正己烷(1∶9,V/V)沖洗萃取柱,并重復(fù)1 次。收集的過濾液置于全自動平行濃縮儀上,50 ℃氮吹至4 mL,用正己烷定容至5.0 mL,混勻,移入儀器進(jìn)樣品瓶中,待測。
在前期檢測試驗(yàn)基礎(chǔ)上,分別設(shè)定超聲時間、靜置時間、氮吹時間范圍對農(nóng)殘回收率和精密度的具體影響,具體水平詳見表1,以回收率和精密度為評價指標(biāo),在其它條件相同的情況下,重復(fù)3 次前處理提取回收,每次做3 個平行。
表1 提取條件優(yōu)化試驗(yàn)因素水平
1.6.1 標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液 準(zhǔn)確移取乙烯菌核利、三唑酮、腐霉利、異菌脲、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氨氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品,用正己烷溶解配制成40 mg·L的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液,于0~4 ℃保存。
1.6.2 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液 外標(biāo)法:分別將9 種農(nóng)藥儲備液配制成0.001,0.002,0.005,0.01,0.02,0.05,0.1 mg·L的標(biāo)準(zhǔn)工作液,進(jìn)樣分析,以標(biāo)準(zhǔn)溶液中各化合物的峰面積為縱坐標(biāo),以標(biāo)準(zhǔn)溶液中各化合物的濃度為橫坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.7.1 檢出限 9 種農(nóng)藥組分添加濃度為0.001 mg·kg的樣品的信噪比,根據(jù)式(1)可計(jì)算得檢出限。
1.7.2 定量限 9 種農(nóng)藥組分添加濃度為0.001 mg·kg的樣品的信噪比,根據(jù)式(2)可計(jì)算得定量限。
取不含本底的菌渣樣品共18 份,按照優(yōu)化提取方法進(jìn)行高中低3 濃度添加回收試驗(yàn),測定出9 種農(nóng)藥組分的含量,以峰面積分別計(jì)算9 種農(nóng)藥組分在不同添加水平的回收率,分別計(jì)算9 種農(nóng)藥組分平均添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。
超聲波高頻振動可以使菌渣基質(zhì)中的農(nóng)藥和提取液充分接觸,利于提高回收率。由表2 可知,各試驗(yàn)在超聲10 min 后,回收率基本變化小,且與其他組相比,差異不顯著,考慮到試驗(yàn)成本和效率,選擇超聲時間控制在10 min 最佳。
表2 超聲時間對回收率和精密度影響
由表3 可知,隨著靜置時間推移,9 種農(nóng)藥組分回收率也逐漸增加,但超過10 min 后,回收率增加并不明顯。當(dāng)靜置15 min 時,雖然回收率達(dá)到最高96.2%,但是精密度為4.34%~16.7%,,提取率雖達(dá)到檢測要求,但精密度超過了10%,故不選擇為最佳靜置時間。當(dāng)靜置20 min 后,提取率在77.2%~94.4%,精密度在控制在10%以下,達(dá)到檢測要求,綜合以上,選擇靜置時間控制在20 min 時最佳。
表3 靜置時間對回收率和精密度的影響
氮吹濃縮時間對農(nóng)藥回收率有至關(guān)重要,由表4 可知,隨著時間推移,回收率逐漸提高,當(dāng)?shù)档?9 min 時,回收率達(dá)到最高94.4%,精密度在3.45%~7.42%之間,符合既定的檢測要求,隨著氮吹濃縮時間進(jìn)一步延長,回收率隨之減低,故認(rèn)為氮吹時間控制在29 min 時最佳。
表4 氮吹時間對回收率和精密度的影響
在優(yōu)化后的試驗(yàn)條件下,根據(jù)峰面積對9 種農(nóng)藥的相應(yīng)濃度制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,測定其線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及線性范圍,詳見表5,其相關(guān)系數(shù)均>0.99,標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合良好。
表5 9 種農(nóng)藥線形回歸方程、相關(guān)系數(shù)及線性范圍
由表6 可知,菌渣9 種農(nóng)藥的檢出限和定量限均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)檢測要求,且均低于標(biāo)準(zhǔn)檢出限,可滿足實(shí)際樣品的測定。由表7 可知,在截取0.5~0.6 min范圍內(nèi),9 種農(nóng)藥組分的信噪比均大于3,達(dá)到儀器可檢出要求。
表6 9 種農(nóng)藥組分的檢出限和定量限
表7 9 種農(nóng)藥組分的信噪比
取不含本底的菌渣樣品共18 份,進(jìn)行3 檔濃度添加回收試驗(yàn),每個濃度6 個平行。按優(yōu)化好的試驗(yàn)方法先分別測定出的9 種農(nóng)藥含量,以峰面積計(jì)算9 種農(nóng)藥在不同添加水平的回收率,計(jì)算9 種農(nóng)藥組分平均添加回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(表8),樣品中各組分的平均加標(biāo)回收率范圍控制在76.5%~112.2%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍是1.60%~11.9%,符合檢測標(biāo)準(zhǔn)要求。
表8 樣品回收率及精密度(n=6)
2.7.1 空白樣品農(nóng)藥殘留測定 空白樣品譜圖見圖1,圖中可知空白中未出現(xiàn)9 種待測農(nóng)藥。由圖2 可知,9 種農(nóng)藥色譜圖如下,各農(nóng)藥峰形較好,響應(yīng)值較高。因此,可利用優(yōu)化好的前處理方法對樣品進(jìn)行農(nóng)藥提取,并進(jìn)行檢測。2.7.2 菌渣樣品農(nóng)藥殘留量測定 按照優(yōu)化好提取的方法,對菌渣樣品進(jìn)行農(nóng)藥殘留提取及測定。用于定量的標(biāo)樣濃度為0.01 mg·L,質(zhì)控回收樣添加濃度為0.05 mg·kg,加標(biāo)樣品平行2 次,待測菌渣樣品平行2 次。采用2.3 所述中的儀器條件進(jìn)行檢測,結(jié)果見表8。由表8 可知,空白樣均未檢出目標(biāo)農(nóng)藥,9 種農(nóng)藥加標(biāo)樣平均回收率為94.0%~104.2%,RSD 值為0.206%~8.71%,說明檢測方法與檢測能力均可達(dá)到檢測要求。菌渣樣品中乙烯菌核利、三唑酮、甲氰菊酯、氟氨氰菊酯4 種農(nóng)藥未檢出,但腐霉利、異菌脲、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯5 種農(nóng)藥有檢出,平均含量分別為:3.535,0.278,0.428,0.129,0.134 mg·kg。
圖1 空白樣品色譜圖
表8 菌渣樣品檢測結(jié)果
圖2 9 種農(nóng)藥氣相色譜圖
本研究建立了測定菌渣中9 農(nóng)藥多殘留量的方法,反復(fù)試驗(yàn)確定前處理最佳提取條件為,超聲時間10 min、靜置時間20 min、氮吹時間29 min。
通過前處理和儀器檢測方法確定9 種農(nóng)藥組分檢出限分別為:乙烯菌核利0.140 μg·kg、三唑酮0.069 μg·kg、腐霉利0.048 μg·kg、異菌脲0.417 μg·kg、甲氰菊酯0.085 μg·kg、高效氯氟氰菊酯0.732 μg·kg、氟氯氰菊酯0.133 μg·kg、氟氰戊菊酯0.055 μg·kg、氟氨氰菊酯0.349 μg·kg;經(jīng)過低、中、高多次方法驗(yàn)證試驗(yàn)表明,樣品中9 種農(nóng)藥的平均加標(biāo)回收率范圍控制為76.5%~112.2%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為1.60%~11.9%,均符合檢測要求,具備檢測菌渣未知樣能力。對未知菌渣樣的檢測結(jié)果表明:菌渣9 種農(nóng)藥殘留未檢出4 種,檢出5 種,且5 種檢出農(nóng)藥殘留的含量均小于限定值,表明菌渣的安全利用較為樂觀。
本研究建立了菌渣中農(nóng)藥多殘留量檢測方法,且該方法具有前處理簡便、操作可控性高、儀器設(shè)備需求小、靈敏度高、檢測準(zhǔn)確,且安全等特點(diǎn),對于食用菌產(chǎn)業(yè)中菌渣高效循環(huán)利用具有重要意義。