李曉娟，彭 濤，賈 然，陳冬東，代漢慧

(1.中國檢驗檢疫科學研究院，北京 100123；2.中國農業(yè)大學理學院，北京 100193)

氣相色譜-質譜法測定食品基質中四聚乙醛殘留量

李曉娟1,2，彭 濤1，賈 然2，陳冬東1，代漢慧1

(1.中國檢驗檢疫科學研究院，北京 100123；2.中國農業(yè)大學理學院，北京 100193)

建立氣相色譜-質譜法測定食品基質中四聚乙醛殘留量。采用二氯甲烷-丙酮混合溶劑提取，石墨化炭黑/氨基復合固相萃取柱凈化，氣相色譜-質譜法檢測大米、大豆、菠菜、番茄、洋蔥、茶葉、蘋果、板栗等多種植物源食品基質中四聚乙醛殘留的方法。結果表明，該方法定量限為0.01mg/kg，在添加0.01～0.5mg/kg范圍內，加標回收率為70.5%～111.7%，相對標準偏差為4.4%～11%。

四聚乙醛；植物源食品；殘留；氣相色譜-質譜

四聚乙醛又稱密達，多聚乙醛，蝸牛敵，是一種優(yōu)良的殺軟體動物劑，廣泛用于防治水稻、棉花、蔬菜和煙草等作物上的田螺、蝸牛和蛞蝓。我國已對該藥進行了臨時登記，批準其在棉花、水稻、蔬菜等作物上使用。四聚乙醛對人畜具有中等毒性，對魚無毒，不易在植物體內積累，但有文獻報道因四聚乙醛殘留導致動物急性中毒。為了保障食品安全，日本、澳大利亞、韓國等國家和地區(qū)已制定了食品中四聚乙醛最大殘留限量標準，包括糧谷、蔬菜、水果、茶葉、食用菌等多種食品基質，其中以日本“肯定列表”制度中制訂的最大殘留限量標準最為嚴格，在多種食品中的最大殘留限量標準為0.01mg/kg。

為評估食品中四聚乙醛殘留水平和消解動態(tài)，國內外已經相繼建立了多種檢測方法。據(jù)文獻報道，目前，食品、農產品中四聚乙醛殘留檢測方法有氣相色譜法、氣相色譜-質譜法、頂空-氣相色譜法、液相色譜-熒光檢測器、液相色譜-串聯(lián)質譜法等。如：Ainsley等[1]采用氣相色譜-離子阱質譜對中毒動物的胃中四聚乙醛殘留進行檢測，測定低限(limit of quantification，LOD)為3～4μg/g；張雪燕等[2]用鹽酸將樣品提取液中的四聚乙醛解聚，再用2,4-二硝基苯肼衍生化，采用氣相色譜-氮磷檢測器(gas c hromatography-nitrogen phosphorus detector，GC-NPD )對四聚乙醛衍生產物進行檢測，該方法適用于測定土壤和茶葉中四聚乙醛殘留，方法測定低限(LOD)為0.02mg/kg。大部分研究亦采用2,4-二硝基苯肼進行衍生化反應，衍生產物采用氣相色譜法或液相色譜法檢測，這種方法主要用于水果、蔬菜和茶葉中四聚乙醛殘留檢測，前處理過程較復雜，且測定低限無法滿足當前食品中四聚乙醛殘留限量的要求[3-6]。李存等[7]采用液相色譜串聯(lián)質譜法測定了蔬菜中四聚乙醛殘留，方法檢出限為1.3μg/kg，定量限為4.0μg/kg，盡管該方法靈敏度高，但是液相色譜串聯(lián)質譜儀器設備昂貴，且應用不如氣相色譜-質譜法普遍。

本研究采用氣相色譜-質譜法檢測多種植物源食品中四聚乙醛殘留，對樣品提取、凈化和檢測條件進行優(yōu)化，建立適用于蔬菜、水果、糧谷、茶葉等多種植物源食品基質中四聚乙醛殘留量的檢測方法。本方法不需要進行衍生化反應，操作簡便；方法靈敏度、準確度均符合農藥殘留分析要求，對多種植物源食品基質中四聚乙醛殘留檢測具有普遍適用性。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

食品樣品為市售有機食品。

四聚乙醛標準品(metaldehyde，CAS NO.108-62-3，純度大于等于99%) 德國Dr．Ehrenstorfer公司；水、丙酮、二氯甲烷、無水硫酸鈉均為分析純；標準溶液：用丙酮配制成100.0mg/L的標準儲備溶液，于0～4℃避光保存。

固相萃取柱：LC-NH2/Envi-carb(500mg/500mg，6mL)，使用前用6mL二氯甲烷溶液活化，保持柱體潤濕；GC/MSD 6890-5973氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(配有電子轟擊電離源) 美國Agilent公司；振蕩器 日本Yamato公司；旋轉蒸發(fā)儀 日本東京理化器械會社；固相萃取裝置 美國Supelco公司；氮吹儀 美國Caliper公司。

1.2 樣品提取

對于糧谷、豆類、堅果、油籽樣品，稱取10g試樣(精確到0.01g)，加入10mL水，靜置30min。加入20mL二氯甲烷，15mL丙酮，振蕩提取20min，3000r/min離心后取上層清液經無水硫酸鈉脫水，收集于雞心瓶中。向殘渣中再次加入20mL二氯甲烷，15mL丙酮，重復提取1次。用30mL二氯甲烷分數(shù)次洗滌殘渣和無水硫酸鈉，合并洗滌液于雞心瓶中，于35℃水浴中減壓濃縮至1～2mL，待凈化。對于茶葉樣品，稱取5g試樣(精確到0.01g)，加入5mL水，靜置30min，余下操作同上述提取操作。對于蔬菜和水果樣品，稱取10g試樣(精確到0.01g)，加入20mL二氯甲烷，15mL丙酮，余下操作同上述提取操作。

1.3 樣品凈化

將樣品提取液轉移至固相萃取柱中，調節(jié)裝置使淋洗液流速為1～2mL/min，加入4mL二氯甲烷洗脫，收集洗脫液。用氮氣吹掃，再用二氯甲烷定容至5mL。供氣相色譜-質譜測定。

1.4 儀器分析

1.4.1 色譜條件

色譜柱：DB-5ms石英毛細管柱(30m×0.25mm，0.25μm)；升溫程序：50℃保持2min，以20℃/min升溫至280℃，保持5min；載氣(He)流速1.0mL/min；進樣口溫度1 5 0℃；進樣方式：不分流進樣；進樣量1.0μL。

1.4.2 質譜條件

電子轟擊電離源：電子能量70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；掃描模式：選擇離子掃描(selected ion mode，SIM)，定性離子m/z 45、89、117，定量離子m/z 45。

2 結果與分析

2.1 提取溶劑的選擇

四聚乙醛溶于苯、二氯甲烷、丙酮，少量溶于乙醇和乙醚，因此可以考慮采用上述有機溶劑提取。根據(jù)樣品基質和化合物性質，采用了二氯甲烷-丙酮混合溶劑提取。結果表明，對于蔬菜、水果等含水量較高的樣品，采用溶劑直接進行提?。粚τ诩Z谷、油籽、堅果、茶葉等含水量較低的樣品，如果僅采用有機溶劑提取，需要浸泡過夜，樣品處理時間較長，因此需先用水浸泡樣品，再加入二氯甲烷-丙酮混合溶劑體系提取，增強溶劑穿透性，提高提取效率。

2.2 凈化條件的選擇

本研究比較C18、LC-NH2、PSA、GCB、Florisil固相萃取凈化方法。結果表明，ENVI-carb可以有效凈化各種色素，C18、LC-NH2、PSA均可以去除脂肪類雜質，C18和LC-NH2對甾類化合物具有一定的凈化效果。根據(jù)上述實驗結果，本研究選擇了ENVI-carb/ LCNH2復合固相萃取柱進行凈化。本研究選擇了乙腈、乙腈-甲苯、二氯甲烷三種溶劑進行淋洗，結果表明，乙腈-甲苯和二氯甲烷洗脫時四聚乙醛均有較好的回收率，但是，考慮與樣品提取溶劑相適應，并且應盡量減少溶劑替換和濃縮的操作以降低化合物的損失，本研究采用了二氯甲烷作為洗脫溶劑，4mL二氯甲烷洗脫可以保證四聚乙醛回收率達到90%以上。

2.3 檢測條件的選擇

2.3.1 色譜條件的選擇

根據(jù)四聚乙醛的理化性質和相關文獻報道，其在加熱時緩慢解聚，超過80℃解聚速度加快。因此多數(shù)報道采用衍生化方法進行氣相色譜分析。本研究對分析過程中可能發(fā)生解聚的條件進行研究在進樣口溫度的選擇方面，本研究嘗試多種進樣口溫度80、100、120、150、180、220℃和260℃。結果表明，隨著進樣口溫度的不斷升高，四聚乙醛的響應值逐漸增加，并未發(fā)現(xiàn)明顯的解聚現(xiàn)象(圖1)。隨著進樣口溫度提高，基質干擾逐漸增強(圖2)。綜合上述條件，本研究選擇進樣溫度為150℃。在升溫程序選擇上，本研究選擇了多種升溫程序，即保證四聚乙醛避開溶劑和雜質干擾，同時色譜峰形狀較好，滿足定量分析要求。在本研究選擇的升溫程序條件下，四聚乙醛標準品的保留時間約為6.1min。

圖1 不同進樣口溫度條件下四聚乙醛的響應值Fig.1 Metaldehyde response versus GC-MS injection port temperature

圖2 不同進樣口溫度條件下菠菜基質全掃描質量色譜圖Fig.2 Full scan mass chromatogram of spinach extract at different injection port temperatures

2.3.2 質譜條件的選擇

從四聚乙醛標準品全掃描質量色譜圖和NIST譜庫中質譜圖可知，四聚乙醛的碎片離子有m/z 45、43、89、87、117，標準品的全掃描質譜圖見圖3。本研究比較標準品和不同樣品基質中碎片離子，選擇相對豐度較高且背景干擾較小的離子作為定性離子和定量離子，提高方法的信噪比，降低方法的檢出限。本研究選擇確定的定性離子為m/z 45、89、117，定量離子為m/z 45。氣相色譜-質譜選擇離子掃描質量色譜圖見圖4。

圖3 四聚乙醛標準品全掃描質譜圖Fig.3 Full scan mass chromatogram of metaldehyde standard

圖4 四聚乙醛標準品選擇離子掃描質譜圖Fig.4 Selected ion chromatogram of metaldehyde standard for ions at m/z 45, 89, 117

2.4 線性范圍

在本研究確定的實驗條件下對添加量范圍在0.005～5.0mg/L的標準工作溶液進樣測定，以定量離子峰面積對四聚乙醛質量濃度作圖，得到線性回歸方程為Y＝2.34× 105X-2.49×103，線性相關系數(shù)為0.9999。

2.5 測定低限、回收率和精密度

從大米、大豆、洋蔥、菠菜、茶葉空白樣品色譜圖(圖5)，該方法對多種食品基質的凈化效果較好，在四聚乙醛色譜峰附近無干擾峰；由圖5可見，采用該方法進行測定不存在基質增強效應，以3倍信噪比(RSN=3)作為方法檢出限(LOD)，該方法對于多種食品基質中四聚乙醛的檢出限為0.01mg/kg，滿足世界各國對于不同食品基體中四聚乙醛殘留制定的最大殘留限量要求。

以不含四聚乙醛殘留的大米、大豆、菠菜、西紅柿等樣品作為基質，測定0.01、0.1、0.5mg/kg 3個水平的添加回收率，每個樣品基質、每個添加水平重復測定6次，計算該方法的回收率與精密度。實驗結果表明，在添加水平范圍內，多種食品基質中四聚乙醛的添加回收率在70.5%～111.7%之間，相對標準偏差小于11%(表1)。

表1 不同基質中四聚乙醛的添加回收率和相對標準偏差Table 1 Recoveries and relative standard deviation (RSD) for metaldehyde in different spiked samples

圖5 各種食品空白樣品質量色譜圖和樣品添加質量色譜圖Fig.5 Mass chromatograms of blank and spiked samples of rice, soybean, spinach, tomato, onion and tea

3 結 論

本研究對多種植物源食品中四聚乙醛殘留的提取、凈化及檢測技術進行優(yōu)化，建立了殘留檢測方法，該方法技術指標滿足殘留分析要求。與同類研究相比，本研究建立的檢測方法操作簡便，靈敏度高，對多數(shù)植物源食品具有普遍適用性。

[1]AINSLEY J, ANDREW C. Determination of metaldehyde in suspected cases of animal poisoning using gas chromatography-ion trap mass spectrometry[J]. Agric Food Chem, 1999, 47(2)∶ 4675-4677.

[2]張雪燕, 代雪芳. 四聚乙醛在煙草和土壤中的殘留檢測與消解動態(tài)[J]. 農藥學學報, 2006, 8(4)∶ 344-348.

[3]IWATA Y, CARMAN G E. Metaldehyde residues on and in citrusfruits after a soil broadcast of a granular formulation and after a spray application to citrus trees[J]. Agric Food Chem, 1982, 30(1)∶ 606-608.

[4]AITZETMUELLER K, FOX J, ARZBERGER E, et al. Determination of metaldehyde residues in vegetables by HPLC[J]. Merck Analytical HPLC Application, 1984, 80∶ 201-203.

[5]農藥殘留量實用檢測方法手冊② [M]. 北京∶ 化學工業(yè)出版社, 2001∶144-147.

[6]農藥殘留量實用檢測方法手冊③[M]. 北京∶ 化學工業(yè)出版社, 2005∶174-176.

[7]李存, 趙莉, 楊挺, 等. 液相色譜串聯(lián)質譜法測定蔬菜中四聚乙醛殘留量[J]. 分析化學, 2011, 39(2)∶ 239-242.

Determination of Metaldehyde Residue in Foodstuffs by GC-MS

LI Xiao-juan1,2，PENG Tao1，JIA Ran2，CHEN Dong-dong1，DAI Han-hui1
(1. Chinese Academy of Inspection and Quarantine, Beijing 100123, China；2. College of Science, China Agricultural University, Beijing 100193, China)

A gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) method was developed for determining metaldehyde residue in various food matrixes including rice, soybean, spinach, tomato, onion, tea, apple and Chinese chestnut. Metaldehyde residue in samples was extracted with acetone-methylene mixture, and then the extracts were purified with LC-NH2/Envi-carb solid phase extraction (SPE) cartridge. The limit of quantification (LOD) of the developed method was 0.01 mg/kg, and the average recoveries and relative standard deviation (RSD) for metaldehyde in samples spiked in the range of 0.01 to 0.5 mg/kg were in the range of 70.5%-111.7% and 4.4%-11.0%, respectively.

metaldehyde；plant-derived food；residue；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

TS207.53

A

1002-6630(2011)16-0224-05

2010-10-15

中國檢科院基本科研業(yè)務費專項(2008JK003)；國家質檢總局科技計劃項目(2009IK319)

李曉娟(1978—)，女，助理研究員，碩士研究生，研究方向為食品安全。E-mail：lixiaojuan2003@163.com