中国是农业大国, 随着技术的发展, 果蔬生长周期逐渐缩短, 产量不断增加, 带动经济上涨的同时, 农药的用量也在不断增加, 随之而来的农药残留问题也越加严重。当前, 果蔬除了内销还有很大部分是外销, 因此各国都对农产品的安全卫生与检疫都极为重视, 很多国家都对出口的农产品提出了极为严格的检测项目与标准, 受此影响, 农药残留问题已成制约我国果蔬出口的重大隐患。
目前在果蔬生产中使用的农药主要有有机磷农药、有机氯农药、氨基甲酸酯类农药和拟除虫菊酯类农药。有机磷农药是广谱杀虫剂, 因高效、快速而应用广泛。大部分有机磷不稳定, 挥发性强, 在自然环境容易分解, 进入生物体内易被酶分解, 在食物中残留时间也短, 因此慢性中毒少, 急性中毒多。但也有部分非持久有机磷农药在某些环境条件下也会有较长的残留, 并在动物体内产生蓄积。如马拉硫磷是一种高选择性有机磷类农药, 其对水生生物属高毒农药, 对人免疫功能也具有一定的毒性作用。有机磷是神经毒物, 可引起肌肉震颤、痉挛、血压升高、心跳加快等症状, 甚至昏迷死亡[1,2]。
由于有机磷农药的特性, 其应用相对其他农药来说较为广泛, 检测果蔬中有机磷的国家标准有气相色谱法、液相色谱法、气相色谱-质谱法等, 气相色谱法具有分离效率高, 分析速度快, 选择性较好, 样品用量少, 检测灵敏度高, 操作简单, 费用低等优点, 是分析农药残留的首选方法。本实验将重点对敌敌畏、特丁硫磷、甲基硫环磷、马拉硫磷4种常用有机磷的气相色谱法进行阐述。在多种样品前处理方法上进行改进, 并相对建立有效的气相色谱法, 以期为农药残留的快速检测研究提供参考。
1 GB/T5009.20-2003《食品中有机磷农药残留量的测定》[3]改进法
1.1 方法原理
含敌敌畏等有机磷的样品在富氢焰上燃烧, 以HPO碎片的形式, 放射出波长526 nm的特性光;这种光通过滤光片选择后, 有光电倍增管接收, 转换成电信号, 经微电流放大器放大后被记录下来, 试样的峰面积或峰高与标准品的峰面积或峰高进行比较定量。
1.2 材料与方法
1.2.1 试剂
丙酮;氯化钠;无水硫酸钠;农药标准品:农药标准储备液购于农业部环境保护科研监测所, 敌敌畏:100μg/m L;特丁硫磷:100μg/m L;甲基硫环磷:100μg/m L;马拉硫磷:100μg/m L;农药标准使用溶液:吸取敌敌畏等含量为100μg/m L的有机磷标准储备液0.5 m L, 置于10 m L容量瓶中, 用丙酮定容, 此溶液相当于5.0μg/m L的有机磷标准液。
1.2.2 仪器
组织捣碎机;电动振荡器;旋转蒸发仪;Agilent7890B气相色谱仪:附有自动进样器和火焰光度检测器 (FPD) 。
1.2.3 方法
1.2.3. 1 样品预处理
在采样和制备过程中, 应注意不使样品污染;果蔬样品擦去表层泥水, 按GB2763-2014《食品安全国家标准食品中农药最大残留量》的要求进行匀浆成待分析试样。
1.2.3. 2 样品的提取与净化
称取25 g试样于300 m L烧杯中, 加入50 m L水和100 m L丙酮 (提取液总体积为150 m L) , 在电动振荡器上振荡2 min, 过滤。滤液加入15 g氯化钠, 剧烈振摇2 min, 静置10 min, 使丙酮从水相中盐析出来。吸取30 ml丙酮溶液, 经无水硫酸钠漏斗过滤至浓缩瓶中, 再以40 ml丙酮分次洗涤漏斗和无水硫酸钠, 洗液也并入浓缩瓶中, 用旋转蒸发仪浓缩至近干, 用丙酮定容至5 m L, 备用[4]。
2 NY/T761-2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》[5]法
2.1 方法原理
试样中有机磷类农药经乙腈提取, 提取液经过滤, 浓缩后用丙酮定容, 浓缩液注入气相色谱仪, 农药组分经毛细管柱分离, 火焰光度检测器 (FPD磷滤光片) 检测。保留时间定性, 外标法定量。
2.2 材料与方法
2.2.1 试剂
乙腈;丙酮;氯化钠;农药标准品和农药标准使用溶液:同1.2.1。
2.2.2 仪器
同1.2.2。
2.2.3 方法
2.2.3. 1 样品预处理
同1.2.3.1。
2.2.3. 2 样品的提取与净化
称取25 g试样于300 m L烧杯中, 加入50 m L乙腈, 在电动振荡器上振荡2 min, 过滤。滤液收集到装有5 g氯化钠的具塞量筒中, 剧烈振摇1 min, 静置30 min, 使乙腈相和水相分层。吸取10 m L乙腈溶液于100 m L烧杯中, 80℃水浴氮吹近干, 再用丙酮定容至5 m L, 备用。
3 AOAC萃取法
3.1 方法原理
试样中有机磷类农药经提取净化后注入气相色谱仪, 农药组分经毛细管柱分离, 火焰光度检测器 (FPD磷滤光片) 检测。保留时间定性, 外标法定量。
3.2 材料与方法
3.2.1 试剂
1%乙酸乙腈;丙酮;AOAC萃取填料;纯化管;农药标准品和农药标准使用溶液:同1.2.1。
3.2.2 仪器
同1.2.2。
3.2.3 方法
3.2.3. 1 样品预处理
同1.2.3.1。
3.2.3. 2 样品的提取与净化
称取15 g试样于离心管中, 加入15 m L1%乙酸乙腈, 在电动振荡器上振荡1 min, 加入AOAC萃取填料 (6 g硫酸镁和1.5 g乙酸钠) , 再振摇1 min, 4 000 r/min离心5 min, 将所有有机相转移到纯化管中, 再剧烈振摇1 min, 4 000 r/min离心3 min, 取2 m L提取液氮吹近干, 再用丙酮定容至2m L, 备用。
4 标准溶液的配制
准确吸取敌敌畏等有机磷标准使用液各2 m L于50 m L容量瓶中, 用丙酮定容。此标准使用液相当于0.2μg/m L的有机磷混合标准液。另配成浓度为0l、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8μg/m L和1.0μg/m L的混合标准溶液。
5 气相色谱测定
5.1 气相色谱条件
色谱柱:DB-1701 30 m×0.32 mm×0.25μm石英弹性毛细管柱。
气体流速:高纯氮气 (>99.999%) 为载气, 载气流速:3 m L/min;尾吹气60 m L/min;氢气60 m L/min;空气60 m L/min。
气化室温度:220℃;检测器温度:250℃;程序升温:起始温度80℃, 恒温1 min, 以30℃/min升至220℃, 再以5℃/min升至250℃, 恒温1 min。
5.2 色谱分析
取1μL标准溶液及试样净化液注入气相色谱仪中, 以保留时间定性, 以试样峰面积或峰高与标准比较定量。
5.3 结果计算
式中:X-试样中有机磷的含量, mg/kg;A1-试样中待测组分的峰面积, 积分单位;V1-试样提取液总体积, m L;V3-试样最后定容体积, m L;C-标准液的浓度, μg/m L;A2-标准液中待测组分的峰面积, 积分单位;V2-吸取的净化液体积, m L;m-试样的质量, g。
6 结论
6.1 实验结果
4种有机磷农药混合标准液在选定的色谱条件下得到良好的分离, 整个分析过程仅需12 min, 色谱峰的峰形及分离度都比较满意。标准色谱图见如图1所示。
6.2 线性范围及标准曲线
实验结果表明, 敌敌畏、特丁硫磷、甲基硫环磷、马拉硫磷4种有机磷标准溶液在0.04~0.5 ng范围内有良好的线性关系, R2>0.995, 见表1。
6.3 精密度实验
在样品中添加一定量的农药标准物质, 分别按三种方法进行前处理, 最后各浓缩液重复测定7次, 方法一的变异系数C.V (%) 在1.3%~2.8%;方法二的变异系数C.V (%) 在0.5%~2.4%;方法三的变异系数C.V (%) 在0.8%~2.2%, 具体见表2。
6.4 准确度实验
先测出样品中各种农药残留量的本底值, 然后加入适量的标准溶液, 分别采用3种不同的前处理方法, 测定其加标回收率。实验表明, 方法一中敌敌畏、特丁硫磷、甲基硫环磷、马拉硫磷加标回收率在85.8%~91.7%;方法二中敌敌畏、特丁硫磷、甲基硫环磷、马拉硫磷加标回收率在86.7%~94.6%;方法三中敌敌畏、特丁硫磷、甲基硫环磷、马拉硫磷加标回收率在88.3%~92.9%。具体见表3。
6.5 方法讨论
本文探讨的3种前处理方法, 对敌敌畏、特丁硫磷、甲基硫环磷、马拉硫磷4种有机磷的回收率都较好, 是气相色谱检测的良好方法, 但第三种方法的前处理操作更简单方便。相比较而言, 丙酮具有亲脂、亲水的特性, 毒性比乙腈小, 但挥发性比乙腈高;乙腈极性大, 作为提取溶剂时, 除脂肪、蛋白、糖分、水分的效果比丙酮稍好, 且色素等物质也相对要少一些。而使用1%乙酸乙腈能达到乙腈提取的效果, 且其前处理操作更简单方便、安全。
摘要：果蔬中的农药残留量是各国食品安全问题中极为关注的重点, 其关乎人的身体健康与国家食品贸易问题。目前国家标准中关于果蔬中有机磷的检测方法有很多, 本文针对敌敌畏、特丁硫磷、甲基硫环磷、马拉硫磷4种有机磷常用的多种气相色谱检测法进行阐述, 旨在为有机磷的快速检测研究提供一定的参考。
关键词：有机磷,气相色谱,样品前处理
参考文献
[1] 李晓婷, 王纪华, 朱大洲, 等.果蔬农药残留快速检测方法研究进展[J].农业工程学报, 2011, 27 (s2:363-370.
[2] 蔡晓霞, 张再隆, 梁世强, 等.果蔬农药残留快速检测技术研究进展[J].粮油加工, 2009 (11) :105-109.
[3] 中华人民共和国卫生部.GB/T5009.20-2003食品中有机磷农药残留量的测定[S].北京:中国标准出版社, 2003.
[4] 丁国允.蔬菜中多种农药残留快速检测方法研究及应用[D].中山:中山大学, 2005.
[5] 中华人民共和国农业部.NY/T761-2008蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定[S].北京:农业出版社, 2008.