◎ 關正萍,王君偉,許江彬,關 正
(1.山西師范大學食品科學學院,山西 臨汾 041000;2.山西師范大學現(xiàn)代文理學院,山西 臨汾 041000)
吡蟲啉是用來保護植物蔬菜防止害蟲侵害的,它可以消滅多種傷害植物的蟲子[1]。近幾年,吡蟲啉的添加量不斷增長,果蔬中的殘留情況得到了人們的關注[1],但吡蟲啉在海紅果中殘留的檢測方法還沒有出現(xiàn)[1]。
海紅果樹,它是一類抗旱、抗寒、產(chǎn)量高的樹,但在國內(nèi)卻是比較少有的果樹種類。它最開始產(chǎn)自秦晉蒙交界處,品質(zhì)優(yōu)良[2]。海紅果營養(yǎng)價值高,海紅果實具有鮮食、干制等用途,同時具有增進食欲等功能,特別對兒童以及老年缺鈣的癥狀具有良好的食療作用。用其制成的食品特別受百姓青睞,具有經(jīng)濟開發(fā)潛力。
超聲波輔助提煉結(jié)合HPLC采取超聲波幫助溶劑來提煉,這種方法可減少提煉時間,提高提煉率[3]。而我國還未出現(xiàn)明確檢測海紅果中吡蟲啉含量的方式。為此,本試驗設計超聲波輔助提取HPLC來檢測海紅果中的吡蟲啉的殘留情況。
主要材料:吡蟲啉標準品100 μg/mL、乙腈(色譜純)、氨基柱(500 mg/3 mL),均購置于沃克化學儀器單位;干制海紅果,市售;哇哈哈飲用純凈水,超市購置。
主要儀器:Agilent 1260高效液相色譜儀,菲爾伯恩實業(yè)發(fā)展(上海)有限公司;KQ-300E型超聲波清洗器,合肥攀升超聲波科技有限公司;Vortex Genie2T漩渦混合器,上海利聞科學儀器有限公司;GTR21-1高速冷凍離心機,基因有限公司;RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海汗諾儀器有限公司;HP-01真空泵,邦西儀器科技(上海)有限公司。
1.2.1 色譜分析條件的優(yōu)化
(1)檢測波長的優(yōu)化。查找國家標準GB/T23379-2009來確定吡蟲啉的紫外吸收光譜為270 nm[4]。
(2)流動相的優(yōu)化。甲醇溶液:色譜級甲醇溶液1 000 mL,用0.22 μm的有機濾膜于抽濾裝置中過濾,在功率為800 W、水溫30 ℃的條件下超聲處理20 min,存儲備用。超純水:選用哇哈哈飲用純凈水,用0.22 μm的水系濾膜于抽濾裝置中過濾,在功率為800 W、水溫為30 ℃的條件下超聲處理20 min,存儲備用。此次試驗選擇甲醇和水的比例分別為:甲醇∶水=85∶15(V/V)、甲醇∶水=80∶20(V/V)、甲醇∶水=75∶25(V/V)、甲醇∶水=70∶30(V/V)、甲醇∶水=65∶35(V/V)。通過對照5種差異色譜進樣中帶著被測組分前進運動的物質(zhì)的配比分析圖來確定最優(yōu)甲醇和水的比例[2]。
(3)流動相流速的優(yōu)化。試驗選擇的進樣速度分別設置為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL/min。通過比較5種不同進樣速度的分析圖來確定最優(yōu)流動相流速[2]。
(4)色譜柱溫度的優(yōu)化。此次試驗選擇的色譜柱溫度分別設置為20、25、30、35、40 ℃,通過對照5種不同色譜柱溫度的色譜圖來確定最優(yōu)色譜柱溫度[2]。
1.2.2 正交試驗
以單因素試驗結(jié)果為基礎,以色譜柱溫度(C)、進樣液體速度(B)、流動相比例(A)為影響因素,以色譜圖峰面積、對稱因子為指標,進行正交試驗。確定最優(yōu)色譜條件組合。
1.2.3 標準曲線的繪制
將標準液配制成0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL的標準曲線。首先分別移取0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 mL,10.0 μg/mL吡蟲啉標準品于1 mL進樣瓶里面,并用甲醇溶液添加至1 mL,用高效液相色譜儀進行檢測,將檢測的峰面積對應相應的濃度繪制吡蟲啉的標準曲線,求出線性回歸方程[1]。
1.2.4 系統(tǒng)重現(xiàn)性的確定
選擇曲線中間點濃度為2.0 μg/mL的吡蟲啉樣品,重復進樣5次,檢查儀器系統(tǒng)的穩(wěn)定性[3]。
1.2.5 回收率的測定
(1)制樣。取無病蟲害、無損壞的干制海紅果可食部分,用純凈水浸泡6 h,粉碎并混合均勻[5-6]。
(2)提取。稱取海紅果樣品4 g(精確至0.01 g)。取10 mL乙腈加到海紅果里面,加上面配制好的溶液,讓其含量依次為0.25、0.50、1.00、2.00、4.00 mg/kg[2]。同時,設置平行樣與空白對照。用超聲波處理15 min以后,加入2.0 g的氯化鈉,均勻混合10 min,固液分離10 min(5 000 r/min),然后吸5 mL有機溶劑于新的心型瓶中,在溫度為40 ℃的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上旋干。
(3)凈化。激發(fā)凈化柱用5 mL甲醇∶二氯甲烷(5∶95),溶解殘渣用2 mL甲醇∶二氯甲烷(5∶95),反復3回進到活化柱,接到雞心瓶中。洗脫用5 mL甲醇∶二氯甲烷(5∶95),全部接收于雞心瓶中。40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,旋干。加5 mL甲醇置換,混勻,旋干[2]。然后用1 mL甲醇解殘渣[2]。
(4)過膜。將1 mL溶解殘渣的甲醇過0.2 μm的有機濾膜[2]。
(5)檢測。HPLC檢測[2]。
2.1.1 檢測波長的確定
借助GB/T23379-2009,發(fā)覺其最大吸收出現(xiàn)在270 nm處,因此波長選擇270 nm。
2.1.2 流動相配比的確定
此次試驗選擇的流動相分別為:甲醇∶水=85∶15(V/V),甲醇∶水=80∶20(V/V),甲醇∶水=75∶25(V/V)甲醇∶水=70∶30(V/V),甲醇∶水=65∶35(V/V)。5種比例的流動相的檢測結(jié)果分別對應圖1a-圖1e。
圖1 流動相為甲醇∶水(V/V)對標準液測量結(jié)果圖
檢測條件:①檢測樣品,吡蟲啉標準液10.0 μg/mL。②進樣液體速度,0.4 mL/min。③色譜柱溫度30 ℃。④檢測波長,270 nm。
由圖1a-圖1e可知:當流動相為甲醇∶水=85:15(V/V)、甲醇∶水=80∶20(V/V)、甲醇∶水=75∶25(V/V)的時候,雖能檢測出吡蟲啉這種物質(zhì),但峰型對稱度不高,并且未出現(xiàn)溶劑峰。后經(jīng)檢測得知當以甲醇∶水=65∶35(V/V)檢測時,出峰的時間靠中,峰形對稱。當以甲醇∶水=70∶30(V/V)檢測的時候,保留時間適中,峰形對稱性更高,溶劑峰與吡蟲啉峰型分開,并且沒有托峰,所以擇優(yōu)選擇甲醇∶水=70∶30(V/V)作為此次試驗的色譜進樣中帶著被測組分前進運動的物質(zhì)[7]。
2.1.3 流動相流速的確定
試驗選擇的進樣液體的速度分別設置為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL/min(結(jié)果分別對應圖2a-圖2e)[8]。不同進樣速度的測量結(jié)果,如圖2所示。
圖2 流速對標準液檢測結(jié)果圖
檢測條件:①檢測樣品名稱,吡蟲啉標準液10.0 μg/mL。②流動相為甲醇∶水=65∶35(V/V)。③色譜柱度30 ℃。④檢測波長,270 nm。
由圖2可知,當色譜過程中攜帶待測組分向前移動的物質(zhì)的速度為0.2 mL/min的時候,峰形對稱性不好且保留時間太長;當色譜過程中攜帶待測組分向前移動的物質(zhì)的速度為0.4 mL/min的時候,其保留時間短,分離度較好,并且峰形對稱性好,無尾峰;當色譜過程中攜帶待測組分向前移動的物質(zhì)的速度為0.6、0.8、1.0 mL/min的時候,保留時間雖短,但是對稱度不高。綜合考慮,選擇色譜過程中攜帶待測組分向前移動的物質(zhì)的速度為0.4 mL/min[2]。
2.1.4 色譜柱溫度的確定
此次試驗選擇的色譜柱溫度分別設置為20、25、30、35、40 ℃(結(jié)果分別對應圖3a-圖3e)。如圖3所示[9]。
圖3 柱溫對標準液分析結(jié)果圖
檢測條件:①檢測波長,270 nm。②檢測樣品,吡蟲啉標準液10.0 μg/mL。③流動相為甲醇∶水=65∶35(V/V)。④流速,0.4 mL/min。
由圖3a可知,在本試驗中,柱溫對保留時間、分離度等的影響并不是非常大。綜合考慮,選擇柱溫30 ℃[2]。
以單因素試驗結(jié)果為基礎,以柱溫(C)、進樣液體速度(B)、不同色譜過程中攜帶待測組分向前移動的物質(zhì)比例(A)為影響因素,用峰面積和對稱因子當指標,進行正交試驗。正交實驗的因素與水平,見表1。
表1 L9(33)正交試驗因素和水平表
2.2.1 正交結(jié)果的方差分析表
選擇曲線中間點濃度為2.0 μg/mL的吡蟲啉樣品,采用L9(33)正交試驗來確定實驗最佳工藝條件,結(jié)果見表2。
表2 L9(33)正交試驗結(jié)果分析表
正交試驗極差分析闡明,3個因素對吡蟲啉色譜圖的作用次序為ABC,即流動相的比例>流速>柱溫,最佳組合為A2B2C3,即當流動相比例為甲醇∶水=70∶30(V/V),流動相的流速為0.4 mL/min,柱溫35 ℃時,峰面積最接近測量值。但由正交表選擇的最理想組合與色譜條件優(yōu)化的理想組合A2B2C2不相同,所以對以上兩個組合再進行驗證實驗。
2.2.2 最優(yōu)配方選擇驗證實驗
由于正交表中的最優(yōu)組合與色譜條件優(yōu)化最優(yōu)組合有差異,故需進行驗證實驗來保證實驗結(jié)果的準確性。選擇曲線中間點濃度為2.0 μg/mL的樣品,分別以A2B2C2與A2B2C3這兩組色譜條件組合進行驗證,峰面積最接近被測值的為此次最優(yōu)組合。驗證實驗結(jié)果,見表3。
表3 最優(yōu)配方選擇驗證實驗表
表3表明:用A2B2C2這一組合的峰面積最接近測量值,所以此次實踐的最優(yōu)組合為A2B2C2。當流動相比例為甲醇∶水=70∶30(V/V),流速為0.4 mL/min,色譜柱溫度30 ℃時,峰面積最接近測量值,對稱性高。
將標準液配制成0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 μg/mL標準曲線樣液,求出標準曲線的回歸方程為y=75.754x+9.170 6及相關系數(shù)是0.999 2[10-11]。結(jié)果如圖4所示。
圖4 標準曲線圖
分析圖4可知,本方法定量限為0.05 mg/kg,完全符合國內(nèi)外規(guī)定殘留最高值(MRL)[1]。
選擇曲線中間點濃度為2.0 μg/mL的吡蟲啉樣品,重復進樣5次,檢查儀器系統(tǒng)的穩(wěn)定性[12-13]。檢測結(jié)果,見表4。由表4可知,吡蟲啉峰面積依次為163.4、160.7、165、164.5、167.2,平均峰面積164.16,說明系統(tǒng)重復性較好。
表4 重復進樣系統(tǒng)精密度表
使各樣品中吡蟲啉的含量分別為0.25、0.50、1.00、2.00、4.00 mg/kg[14-15]。同時設置3組平行樣與空白對照[2]。結(jié)果見表5。
表5 海紅果農(nóng)藥殘留量的回收率和變異系數(shù)表(n=10)
當海紅果中吡蟲啉的添加量分別為0.25、0.5、1.0、2.0、4.0 mg/kg時,平均回收率分別為86.76%、87.65%、92.75%、86.45%、93.65%, 變 異 系 數(shù) 為1.23%~2.4%。結(jié)果表明,相對標準偏差<5,在允許范圍內(nèi)[10],達到農(nóng)藥殘留分析的條件[16-17]。
此試驗為快速檢測海紅果吡蟲啉的農(nóng)藥殘留研究。首先進行色譜條件的優(yōu)化,色譜柱溫度30 ℃;流動相配比為甲醇∶水=70∶30(V/V),檢測波長270 nm,流動相流速0.4 mL/min。然后進行標準曲線的繪制以及系統(tǒng)重現(xiàn)性和回收率的測定。結(jié)果表明:當添加水平在0.25~4.0 mg/kg時,回收率均在80%~120%,相對標準偏差<5;該方法的定量出現(xiàn)的最小值為0.05 mg/kg,標準曲線線性關系數(shù)0.999 2。因此,本試驗檢測更準確、訊速、靈敏,可作為果蔬中吡蟲啉檢測的技術(shù)支持。
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