植物性食品中有机氯农药残留量检测的前处理方法研究

食品

第29卷第9期分析测试学报Vol 29No 9

2010年9月FENXICESHIXUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)958~961

植物性食品中有机氯农药残留量

检测的前处理方法研究

邓爱华,冯国金

(新会出入境检验检疫局,广东 新会 529100)

摘 要:以丙酮-石油醚为萃取溶剂,采用超声波提取法、涡旋振荡提取法和索氏提取法测定了不同中药材、茶叶和菜干等植物性食品中的六六六、滴滴涕8种异构体有机氯农药残留量,对样品颗粒大小、浸泡时间、回流时间等因素进行了研究。3种前处理技术均有较好的回收率,样品颗粒大小、浸泡时间等对提取效率的影响不明显,检测结果无明显差异。相比较涡旋振荡提取法是一种成本低、耗时短、操作简便的前处理技术。

关键词:提取;农药残留;前处理;食品

中图分类号:O657 71;F767 2 文献标识码:A 文章编号:1004-4957(2010)09-0958-04do:i10 3969/j issn 1004-4957 2010 09 017

InvestigationonDifferentPretreatmentMethodsforDeterminationofResidual

OrganochlorinePesticidesinPhytogenicFoodstuff

DENGAi hua,FENGGuo jin

(XinhuiEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Xinhui 529100,China)

Abstrac:tWithacetoneandpetroleumetherasextractionsolven,tultrasonicextraction,soxhletex

tractionandvortexoscillationextractionwereusedinthedeterminationof8kindsisomersofBHCandDDTresidualorganochlorinepesticidesindifferentkindsofphytogenicfoodstuffs,suchasherb,

tea

anddehydratedvegetable.Theextractionefficienciesandrecoveriesofdifferentmethodswerecom pared.Thefactorssuchassamplebulk,soak timeandextractiontimethataffecttheextractioneffi ciencieswereinvestigated.Theresultsshowedtheabovefactorshadnomuchinfluenceonextractionefficiencies.Theextractionrecoveriesofthreemethodshadnodistinctdifferences.Amongthethreeextractingmethods,thevortexoscillationextractionisalow cos,tshort timeandhandypretreatmentmethod,andcouldbelarge scalelyappliedinthedetectionofpesticideresidues.Keywords:extraction;pesticideresidues;pretreatmen;t

foodstuff

有机氯农药六六六、滴滴涕属神经毒物和实质脏器毒物,毒性大、稳定性强、不易降解,可长期存在于土壤、地下水、农作物、特别是一些生长周期较长的植物中,虽已禁用,但目前仍在环境介质和农作物中大量检出

[3]

[1-2]

,对农产品安全构成潜在威胁。因此被 POPs公约 列入首批禁止或限制使

用的12种最具风险的持久性有机污染物之一,同时也是美国环境保护局列入的129种需要优先考虑的污染物。

样品前处理是农药残留检测的关键,主要包括提取和净化。近年来发展的样品前处理技术,如固相萃取、固相微萃取、超临界流体萃取、微波辅助萃取、加速溶剂萃取和凝胶渗透萃取等

[4-7]

,具有

萃取速度快、溶剂用量少、选择性高等优点,但需要专业的提取设备、成本高,难以在普通小型实验室推广,其应用范围受到限制。食品中农药残留检测常用的提取方法包括索氏提取法、振荡提取法和超声波提取法

[8-10]

。索氏提取法为经典提取方法,提取效果好,适用于谷物及其制品、脱水蔬菜、茶

叶、烟草等样品,常用于难提取样品中残留农药的提取,但提取时间长,每个样品需要6~8h,常用此法作为其它提取方法的对照方法。目前SN0145-92和SN0140-92中规定脱水蔬菜和出口粮谷中

[11-12]

六六六、滴滴涕残留检测的前处理方法均为索氏提取法。超声波提取法被广泛认为是一种有效的

收稿日期:

2010-03-11;修回日期:2010-06-28

dah0495_cn@sina com

第一作者:邓爱华(1975-),女,湖南邵阳人,博士研究生,Te:l0750-6312076,E-mai:l

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提取方法,超声波搅拌使固-液更密切接触,加速了分析物的溶解和扩散,提高了提取效率。振荡提取法也是常用的提取方法,GB/T5009 19-2008和GB/T5009 146-2008规定植物性食品中有机氯农药残留检测采用振荡提取法

[13-14]

。本文采用以上3种常用提取方法测定了不同中药材、茶叶和菜干等

植物性食品中的六六六、滴滴涕农药残留量,对其提取率和回收率进行了比较研究。并对样品颗粒大小、浸泡时间、回流时间等因素进行了比较研究。

1 实验部分

1 1 仪器、试剂与材料

Agilent6890N型气相色谱仪(美国安捷伦公司),配Ni微型电子捕获检测器;氮吹浓缩仪(北京八方世纪科技有限公司);IKA电动涡旋振荡器(德国IKA公司);小型粉碎机(广东龙的集团有限公司);TDL 5型离心机(上海安亭科学仪器厂);索氏提取器(上海洪纪仪器设备有限公司);超声波清洗器(上海科导超声波仪器有限公司)。

农药标准储备液: 六六六( BHC)、 六六六( BHC)、 六六六( BHC)、 六六六( BHC)、pp 滴滴伊(pp DDE)、pp 滴滴滴(pp DDD)、op 滴滴涕(op DDT)、pp 滴滴涕(pp DDT)的质量浓度均为100mg/L(国家标准物质研究中心提供);丙酮(重蒸馏),石油醚(沸程60~90 ,重蒸馏后色谱无干扰峰),无水硫酸钠(经650 高温灼烧)。所有试剂均为分析纯,水为二次蒸馏水。

实验材料:均为企业送检的进出口植物性食品,包括菜干、茶叶、陈皮和灵芝。以上样品检出率较高,覆盖品种多,具有一定的代表性。

63

1 2 色谱条件

DB 1701石英毛细管柱(30m 0 25mm,0 25 m);进样口温度:250 ;检测器温度:300 ;载气:高纯N2;流速:1 0mL/min(恒流方式);尾吹:50mL/min;分流比:3 1;进样量1 L;柱升温程序:初始温度100 ,以15 /min升至200 ,再以4 /min升至250 ,保持10min;外标法定量。

1 3 实验方法

索氏提取法:准确称取粉碎的样品2 50g(用适量水润湿)于滤纸筒内并放入脂肪提取器中,加80mL丙酮-石油醚(2 8,体积比)混合液,在水浴上回流4~8h(回流速度:8~12次/h)。弃去滤纸筒,提取液在脂肪提取器中浓缩至20~25mL,转入分液漏斗中,以15mL石油醚分3次洗涤提取瓶,洗液并入分液漏斗内,缓慢加入0 1倍提取液体积的浓硫酸,摇匀后静置分层,弃去下层酸液。重复操作直至酸液呈无色或淡黄色。然后分两次每次用50mL硫酸钠溶液(20g/L)洗涤有机层。净化液通过盛有5g无水硫酸钠的筒形漏斗脱水,最后用氮吹浓缩仪浓缩至5 0mL供色谱分析。

超声波提取法:准确称取粉碎的样品1 00g于25mL具塞试管中,加水至刻度约7 5mL混匀,再加5~6mL丙酮,混匀,超声提取30~120min后,加2~3mL石油醚,混匀,超声15min,静置分层,如不能分层则将混合液离心5min。移出上清液,下层水溶液加石油醚2mL,混匀。重复上述操作2次,合并上清液于10mL离心管中,经氮吹浓缩仪浓缩至2 0~3 0mL(依上清液的浑浊程度而定),加入0 5mL浓硫酸,振荡1min,以3000r/min离心5min,取上清液供色谱分析。

涡旋振荡提取法:准确称取粉碎的样品1 00g于25mL具塞试管中,加水至刻度约7 5mL混匀,再加5~6mL丙酮,于涡旋振荡器上振荡2min,然后加2~3mL石油醚,再于涡旋振荡器上振荡2min,静置分层,如不能分层则将混合液离心。移出上清液,下层水溶液加石油醚2mL,混匀。重复上述操作2次,合并上清液于10mL离心管中,经吹氮浓缩仪浓缩至2 0~3 0mL(依上清液的浑浊程度而定),加入0 5mL浓硫酸,振摇1min,以3000r/min离心5min,取上清液供色谱分析用。

2 结果与讨论

2 1 不同提取方法提取效率的比较

分别采用超声波提取、涡旋振荡提取和索氏提取后,气相色谱法测定了茶叶、灵芝、陈皮和菜干4种植物性食品中六六六、滴滴涕8种异构体农药的残留量,比较发现,采用以上3种前处理技术的检

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测结果无明显差别。并用以上3种提取方法对茶叶中六六六、滴滴涕8种异构体在2、5、10 g/kg(相当于六六六、滴滴涕各异构体总和为8、20、40 g/kg)3个添加水平进行回收率实验,每个添加水平平行测定5次,有机氯农药标准、茶叶和茶叶加标10 g/kg的色谱图见图1。结果表明,8种六六六、滴滴涕异构体均有较好的回收率,涡旋振荡提取法、超声波提取法、索氏提取法的回收率分别为80%~109%、85%~111%、83%~114%,相对标准偏差小于15%,均满足对六六六、滴滴涕等有机氯农药残留量的检测要求,六六六、滴滴涕各异构体的定量下限达2 g/kg(见表1)。但索氏提取消耗有机试剂多,耗时长,操作繁琐,不能同时进行多个样品处理,且其提取的分析物杂质较多,在振荡提取和超声波提取的提取效率满足检测要求时,一般不采用此法。涡旋振荡提取法与超声

图1 有机氯农药标准(A)、茶叶样品(B)与茶叶

加标样品(C)的色谱图

Fig 1 Chromatogramsoforganochlorinepesticidestandard

(A),tea leafsample(B)andtea leafspikedwith

organochlorinepesticidesstandard(C)

1. BHC,

2. BHC,3. BHC,4. BHC,5.pp DDE,

6.op DDT,7.pp DDD,8.pp DDT

波提取法均有消耗试剂少、耗时短、操作简便、可同时进行多个样品处理的优点,但涡旋振荡提取法耗时更短,一般在20min内可完成前处理,如需离心较难分层的样品在40min内也能完成前处理,可

以作为茶叶、中药材、脱水蔬菜中有机氯农药残留的快速检测方法加以推广。

表1 采用不同提取方法测定的不同样品的有机氯农药残留量(n=5)

Table1 Resultoforganochlorinepesticideresiduesfromrealsamplestreatedwithdifferentpretreatmentmethods(n=5)

SampleTealeaf(茶叶)

1#

2#3#1#2#

AddedwA/( g kg

-1

BHCresiduesofallisomersw/( g kg-1))OriginalFoundRecoveryR/%

-*

-----------9 1,8 5,7 8,8 8,8 3,8 5,8 5,7 6,7 3,8 3,7 2,7 4,

21 9,44 2114,110,110

19 3,37 3106,96,9318 7,35 922 5,38 717 8,36 416 6,33 319 7,37 517 3,35 817 8,34 918 4,43 717 5,38 317 3,38 72#:

98,94,90

110,112,97104,89,91106,83,83106,98,9495,86,9091,89,87104,92,10990,88,9692,86,97

DDTresiduesofallisomersw/( g kg-1)

OriginalFoundRecoveryR/%25 524 224 526 524 024 212 811 813 046 044 546 0

34 6,33 1,31 6,34 7,32 8,32 5,20 5,19 3,19 6,54 9,53 4,53 1,

47 1,71 0114,108,114

43 6,68 4111,97,11042 3,64 243 2,67 243 7,68 140 4,63 728 9,51 033 6,54 4

89,89,102,84,110,98,

99

102110

8,20,408,20,408,20,408,20,408,20,408,20,408,20,408,20,408,20,408,20,408,20,408,20,40

Glossyganoderma(灵芝)

3#Dehydratedcabbage(菜干)1#

2#3#

Driedtangerinepeel(陈皮)1#

2#

3#

*nodetected;1#:oscillationextraction

104,81,9996,80,9694,109,106

97

10892107

33 0,51 782,100,66 5,89 0111,102,64 3,81 5111,99,67 8,77 3

89,109,

sampletreatedbysoxhletextraction;sampletreatedbyultrasonicextraction;3#sampletreatedbyvortex

2 2 各因素对提取效率的影响

一般认为样品的颗粒大小、浸泡时间及提取时间等因素均直接影响提取效率。本文将茶叶、灵芝、菜干分别粉碎过20、40目(孔径分别为0 83、0 38mm)筛处理,发现采用以上3种提取方法的检测结果基本相同。分别称取茶叶、灵芝、菜干样品平行多份加入水和丙酮后,将其中的部分样品分别立

即进行涡旋振荡提取和超声波提取,其余样品则放置4h和15h后再进行提取,发现检测结果无明显差别,故茶叶、中药材和脱水蔬菜的前处理无需浸泡即可完全提取。将茶叶、灵芝、菜干样品分别提取4、6、8h,发现检测结果无明显差别,但提取时间越长,分析物中的杂质含量越多,4h时即可提取完全。以上样品在各实验条件下重复测定3次,RSD为1 0%~9 6%,完全满足日常检测要求。

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2 3 方法的线性范围与灵敏度

将标准储备液以石油醚稀释,配制成适当浓度的农药混合液,按 1 2 色谱条件进行测定,以峰面积(Y)对相应的标准质量浓度(X,mg/L)作线性回归,相应的回归方程和相关系数见表2。检出限为被测组分的分析信号被确证所需的该组分的最小浓度。本文检出限为LOD=3Sb/Sx,其中Sx为分析校准曲线斜率,Sb为背景噪音的标准偏差。

表2 8种农药的线性方程、相关系数、线性范围与检出限Table2 Linearequations,correlationcoefficients,linear

rangesanddetectionlimitsofeightpesticides

Compound BHC

BHC BHC

LinearequationY=157221X-32 34

Y=134689X-15 19Y=63076X+10 49

r0 99840 99840 99890 99920 99931 00000 99980 9999

Linearrange /(g L)0 50~2001 0~2500 75~200

-1

LOD /(g L-1)

0 100 650 25

0 250 300 280 320 45

BHCY=113706X-21 42pp DDEY=96242X-7 94op DDTY=61921X-2 54pp DDDpp DDT

Y=74258X-4 14Y=67835X-2 12

0 75~200

0 50~2500 75~2500 75~2500 75~250

2 4 讨 论

本实验室自开展六六六、滴滴涕等有机氯农药的检测项目以来,发现其在茶叶、陈皮、灵芝等中药材,菜干等脱水蔬菜和紫菜、海带等海产品中的检出率较高,特别是滴滴涕检出率超过50%,且常有超标样品被检出。而现行国家标准、行业标准中该项目的检测方法试剂用量多,操作繁琐,费时,污染严重,成本高。近年来小型涡旋振荡器和超声波辅助提取技术的广泛使用,使样品取样量和溶剂用量大大减少成为可能。本文采用索氏提取法、超声波提取法和涡旋振荡提取法3种常用提取法检测了茶叶、灵芝、陈皮和菜干4种样品中六六六、滴滴涕等8种异构体的残留量,比较了3种提取方法的提取效果和回收率,结果无明显差别。实验发现浸泡时间对检测结果无明显影响。样品粉碎到一定程度后,其颗粒大小对检测结果无影响。但一般情况下样品不用过筛,用市售粉碎机将样品尽量粉碎即可,因为样品颗粒越小,有机相和水相分层越难,需离心,且提取的杂质多,不易净化,影响检测结果的准确性。涡旋振荡提取法的提取率和回收率均满足检测要求,且溶剂用量少、耗时短、污染小、成本低,可以将其推广应用于茶叶、中药材和脱水蔬菜等植物性食品中有机氯农药残留的快速检测。

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