介绍:近年来,食品中的农药残留问题越来越受到社会的重视。国内外关于水果蔬菜等食品中的农药残留研究多集中于对 食品原料的报道;咖啡作为一种加工的、在日常生活中直接泡饮的食品,其中的农药残留受到的关注却不多。有机 氯农药尽管禁用多年,却因其化学性质稳定、脂溶性强、易在环境和生物体中富集,至今仍能在大气[1]、水体[2]及 土壤[3]中检出。由于咖啡是一种加工食品,加工过程中的各个环节都可能受到污染。迄今为止,国内外有关咖啡的 残留分析研究报道不多,不仅仅因为所受关注较少,还因为咖啡比一般的植物性产品成分复杂[4],颗粒较细,油脂 及色素含量较高,样品中被测物浓度较低
因此,本文采用加速溶剂萃取,结合凝胶渗透色谱法及柱层析法,通过气相色谱-负离子化学电离-质谱检测器进行 分析,建立了咖啡中 8 种有机氯农药的残留测定方法。
1. 实验部分 1.1 仪器与试剂 加速溶剂萃取仪(ase200 自动分析仪,dionex 公司 ); 自动凝胶渗透色谱仪(o.i.公司),凝胶色谱柱:25cm×15mm,填料(200-400 目):bio-beads s-x3; pe气质联用仪:pe clarus600gc-nci-ms,色谱柱:vf-5 ms 毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm) 二氯甲烷、正己烷、丙酮、*;分析纯(北京化工厂);环己烷:色谱纯(acros organics ltd., usa)。
净化柱:填充 0.7g 弗罗里硅土(60-100 目,含水 2%),0.5g 石墨化炭黑(150-200 目);用前依次用 10ml 正己烷 /丙酮(v/v,85:15)、5ml 正己烷预淋洗。
有机氯农药标准品:α-六六六,β-六六六,γ-六六六,δ-六六六,o,p’-ddt,p,p’-ddt,p,p’-ddd, p,p’-dde,由*农药检定所提供。有机氯农药标准品储备液(20mg/l)和工作液(0.20,0.50,1.0, 2.0,5.0,10,20,50μg/l)均用色谱纯环己烷配制,储存于 4℃冰箱中。
1.2 样品的处理 1.2.1 样品的提取 称取样品约 4g(至 0.01g)于 22mlase 萃取池中,用正己烷/丙酮(v/v,1:1)[5]于 100℃,1500psi 静态萃取 5min,淋洗体积为 6
1.2.2 样品净化 将 2ml(含 2g 样品)浓缩液 用 gpc 净化,流动相为二氯甲烷,流速 3ml/min,接收 9.5-12min 流出液,浓缩定容 至 1.5-2ml,继而加到净化柱上,用正己烷/丙酮(v/v,85:15)洗脱,接收前 8ml 洗脱液,浓缩并定容至 1ml, 供 gc-nci-ms 检测。
1.3 样品的检测 气相色谱条件:始温 120℃,保持 2min,以 10℃/min 升至 210℃,再以 6℃/min 升至 260℃/min,保持 5min;进样口温度 250℃;不分流进样;氦气 1.0ml/min;进样量 1μl。
质谱条件:电离方式 nci,电离电压 70ev,离子源温度 180℃;传输线温度 250℃;光电倍增器电压 450v;选择 离子分析条件见表 1。
以样品空白、标准品、样品、标准品的顺序进样,每个重复进样两次。 表 1 待测农药化合物名称,通道数,时间窗口,定性离子,定量离子,标准曲线方程和相关系数
2. 结果与讨论 2.1. 方法的线性关系 将混合储备液(20mg/l)配制成 0.20,0.50,1.0, 2.0,5.0,10,20,50μg/l 的有机氯农药标准工作液,按 “1.3”节选定的仪器条件进样,以峰面积对浓度作标准曲线,得 8 种有机氯农药的线性方程、相关系数 r(见表 1)及方法检测限(见表 2)。5μg/l 有机氯农药混合标准品图谱见图 1(a)。
结果表明,8 种有机氯农药在 0.20~50.0µg/l 范围内线性良好,相关系数 r 达到 0.9995~0.9998,可以满足残留定 量分析的要求。根据信噪比(s/n=10)计算得出,8 种有机氯农药的方法检出限在 0.002~0.069ng/g 之间,结果见
图 1 5μg /l 有机氯农药混合标准品(a),空白咖啡样品(b)及添加 5μg/l 咖啡样品(c)的选择离子色谱图 其中: 1. α-六六六;2. β-六六六;3. γ-六六六;4. δ-六六六;5.p,p’- dde;6.p,p’- ddd;7. o,pddt;8. p,p’-ddt
2.2. 前处理方法的选择 样品中有机氯农药的前处理方法很多,如提取方法有索氏抽提法、振荡浸提法、固相萃取法等,净化方法 有磺化法、柱层析法、液液分配法等。本实验利用ase萃取效率高、有机溶剂用量少、快速及自动化等优点[6] , 采用gpc去除大部分油脂等大分子杂质,再结合柱层析去除油脂与色素等杂质,解决咖啡样品因颗粒较细不易提 取、油脂与色素等杂质较多难以净化等问题,优化萃取及净化步骤,从而提高回收率。
2.3. 检测方法的选择 常见的有机氯农药检测方法有 gc-ecd[7] ,gc-ms/ms[8] ,gc-ei-ms[9]等,8 种有机氯 农药(α-六六六,β-六六六,γ-六六六,δ-六六六,o,p’-ddt,p,p’-ddt,p,p’-ddd,p,p’-dde,下 同)的方法检出限分别为 0.53~1.83μg /kg,0.333~1.667μg /kg 及 0.167μg /kg;近年来,gc-nci-ms 技术 迅猛发展,逐渐广泛应用于基质复杂的农药残留分析中,如 l.b. rivera-rodríguez 等[9]研究野生鸟类血浆中 的有机氯农药,方法检测限可达 0.015~0.084μg /kg。本文采用 gc -nci –ms,通过选择特定的离子,排除检 测中基质的干扰(见 5μg /l 有机氯农药混合标准品图谱见图 1(a)与空白咖啡样品(图 1b)),方法检出限为 0.002~0.069μg /kg,具有更高的选择性和灵敏度。
2.4. 方法的回收率和精密度 在空白样品中分别加入 0.5,5μg/l 标准工作液 1.0ml,按照“1.2”节操作方法制备样品溶液,以峰面积计算 各种农药在两个添加水平的回收率,重复试验 6 次,计算各种农药的平均回收率及相对标准偏差(见表 2)。添 加 5μg/l 咖啡样品的选择离子色谱图见图 1c。 结果显示,在 5μg /kg 添加水平,平均加标回收率为 94.3%~107.2%,rsd 为 3.7%~10.6%;在 0.5μg /kg 添加 水平,平均加标回收率为 96%~110.1%,rsd 为 3.5~10.2%,均满足残留分析的要求。
3. 总结 本文建立了咖啡中 ase 提取,gpc 与柱层析相结合净化,gc-nci-ms 检测 8 种有机氯农药残留量的方 法。该方法能有效排除咖啡中大量油脂及色素对检测的干扰,回收率和精密度符合残留分析的要求,具有 良好的应用前景。