王慎苓,于 麗,李安榮,宮俊杰,趙煜煒,張禧慶,
(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點實驗室,山東 泰安271018;2.中國檢驗檢疫科學(xué)研究院綜合檢測中心,北京 100123;3.龍大食品集團有限公司,山東 煙臺265200;4.煙臺杰科檢測服務(wù)有限公司,山東 煙臺 265200)
果蔬類農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中會因農(nóng)藥的使用不當留下食品安全隱患[1-2],精準檢測為農(nóng)藥殘留檢測的目標[3]。但由于果蔬類產(chǎn)品的基質(zhì)復(fù)雜、不同類型農(nóng)藥的理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)存在差異、殘留于果蔬中的農(nóng)藥含量低等特點,使農(nóng)藥檢測技術(shù)中的樣品前處理存在一定難度。
近年,農(nóng)藥殘留檢測的樣品前處理技術(shù)主要有固相萃取技術(shù)、固相微萃取技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)、索氏提取技術(shù)、微波輔助萃取技術(shù)、免疫親和色譜技術(shù)和凝膠滲透色譜技術(shù)[4-9]等。但是上述方法存在提取時間長、萃取不完全、樣品選擇有局限性等缺點。同時果蔬產(chǎn)品中含有大量色素,采用常規(guī)樣品前處理方法所得的待測溶液顏色較深,在檢測分析時會影響儀器的響應(yīng)值,降低結(jié)果的準確性,并會導(dǎo)致污染色譜柱及檢測器等問題[10]。
QuEChERS方法很好地解決了此類問題,具有簡便、快速、色素凈化效果好、處理時間短等優(yōu)勢,降低了樣品前處理的難度,因此被廣泛應(yīng)用于食品農(nóng)藥殘留的分析檢測[11]。QuEChERS方法結(jié)合其他檢測技術(shù)在農(nóng)殘檢測方面具有多方面的優(yōu)勢,并且該方法結(jié)合色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛,在果蔬農(nóng)藥殘留檢測中取得了良好效果。
QuEChERS(quick,easy,cheap,effective,rugged,safe),是近年在國際上迅速發(fā)展的一種快速樣品前處理技術(shù),由美國Anastassiades等于2003年開發(fā)[12],現(xiàn)已成為全球檢測果蔬農(nóng)殘時的標準樣品前處理方法,對于極性、非極性的農(nóng)藥種類均有較高回收率。除用于農(nóng)殘檢測外,也應(yīng)用于如肉類、血液樣品、酒、藥物及其他污染物的檢測領(lǐng)域[13]。
QuEChERS方法的原理是通過吸附劑填料與基質(zhì)中的雜質(zhì)相互作用,吸附雜質(zhì)而達到除雜的目的。常規(guī)的QuEChERS方法具體步驟為:取10 g破碎均質(zhì)后的樣品加入10 ml乙腈等有機溶劑進行提取分離,加入4 g硫酸鎂及1 g氯化鈉等鹽類進行鹽析分層,水相分離,振蕩離心后取1 ml上清于裝有25 mg PSA(primary secondary amine,N-丙基乙二胺)及150 mg硫酸鎂的離心管中[11],與樣品基質(zhì)中的干擾物結(jié)合除雜凈化,離心后取上清,待儀器檢測分析[14]。QuEChERS方法所采用的吸附劑類型中,PSA可吸附基質(zhì)中的碳水化合物、脂肪酸、有機酸和少量的色素[15],C18吸附基質(zhì)中的脂肪和脂類等非極性干擾物[16],GCB(graphitized carbon black,石墨化碳黑)可去除基質(zhì)中的色素和固醇等干擾物[17],最常用的方式為多種吸附劑組合使用。如李海飛等[18]檢測水果中三唑類農(nóng)藥殘留時,對比不同吸附劑,結(jié)果表明,組合使用PSA與C18吸附劑的凈化效果優(yōu)于各自單獨使用。QuEChERS方法具有高回收率、高精確度和準確度、分析范圍廣、速度快、溶劑使用量較少、對環(huán)境污染小、價格低廉、操作簡便等優(yōu)勢[19-23]。
QuEChERS方法處理過程簡便快速,葉綠素去除率高,除雜凈化效果好,結(jié)合氣相色譜法(GC)和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)可以滿足對果蔬中農(nóng)藥殘留進行定性分析和定量分析的檢測要求,可檢測乙烯菌核利、乙酰甲胺磷、百菌清、氯氰菊酯、毒死蜱等多種農(nóng)藥。洪澤淳等[24]采用QuEChERS方法結(jié)合GC檢測黃瓜、韭菜、甘藍三種蔬菜中的乙烯菌核利等15種有機氯及菊酯類農(nóng)藥,樣品用乙腈提取,PSA吸附凈化,結(jié)果表明,平均回收率90.9 %~111.8 %。謝思思等[25]采用QuEChERS方法結(jié)合GC-MS測定西紅柿、生姜等蔬菜中35種多氯聯(lián)苯農(nóng)藥殘留,乙酸乙酯作為提取劑,QuEChERS凈化處理,結(jié)果表明,各化合物回收率為83.1 %~142.7 %。呂冰等[26]用GC-MS檢測參加歐盟農(nóng)藥殘留參比實驗室考核,土豆樣品采用QuEChERS方法進行前處理,實驗檢測出百菌清、氯氰菊酯等13種農(nóng)藥,含量范圍在0.002 ~1.669 mg/kg,考核結(jié)果優(yōu)秀。He等[27]采用QuEChERS結(jié)合GC-MS測定韭菜和大蒜中的農(nóng)藥殘留,并優(yōu)化萃取過程和儀器參數(shù),在38 min內(nèi)檢測分析了聯(lián)苯菊酯、毒死蜱等213種農(nóng)藥。侯雪等[28]采用QuEChERS方法結(jié)合GC-MS分析測定草莓中的農(nóng)藥殘留,結(jié)果表明,在0.01,0.05,0.1 mg/kg 3種加標水平下草莓中21種殺菌劑回收率為70 %~122 %。通過QuEChERS方法結(jié)合GC和GC-MS在果蔬農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用,目前可以累計檢測約210種農(nóng)藥。
QuEChERS方法結(jié)合液相色譜法(LC)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(LC-MS)對果蔬產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留進行檢測分析,可檢測氨基甲酸酯類、三唑類、有機磷、噻蟲嗪等農(nóng)藥,該方法簡便快速,且具有較高精確度和準確度,適用于對果蔬產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的測定。王連珠等[29]采用QuEChERS方法對番茄、青刀豆等6種蔬菜樣品進行處理,樣品經(jīng)乙腈提取,C18與PSA組合萃取凈化,完成了對6種蔬菜樣品中51種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的快速分析檢測。Bi等[30]通過QuEChERS方法對胡椒樣品進行前處理,固相萃取提純后采用FPD檢測器分析,測定了胡椒中8種有機磷農(nóng)藥的殘留量,該8種有機磷農(nóng)藥的相對標準偏差均低于5 %。李蓉等[31]采用QuEChERS方法對黃瓜、菜心、葡萄、香蕉等果蔬進行樣品前處理,實驗共測定了果蔬樣品中有機磷、三唑類、三嗪類等127種農(nóng)藥,且在0.50~40.0 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。劉炎等[32]通過QuEChERS-UPLC-MS/MS法快速檢測番茄中噻蟲嗪及其代謝產(chǎn)物、螺蟲乙酯及其4種代謝產(chǎn)物殘留,結(jié)果表明,該7種殺蟲劑在0.2~2000 μg/L內(nèi)有良好線性關(guān)系,r2≥0.9992。通過QuEChERS方法結(jié)合LC和LC-MS在果蔬農(nóng)藥殘留檢測中的應(yīng)用,目前可以累計檢測約230種農(nóng)藥。
除GC、GC-MS、LC、LC-MS外,毛細管電泳法和拉曼光譜法結(jié)合QuEChERS方法檢測果蔬中的農(nóng)藥殘留研究也有開展。張丹華等[33]采用QuEChERS方法處理紫薯樣品,利用乙腈進行萃取,無水MgSO4、PSA、GCB組合凈化,結(jié)合毛細管電泳法完成了對紫薯中三嗪類農(nóng)藥殘留含量的快速高效檢測。嗪草酮、環(huán)嗪酮、氰草津的檢測限為20~60 ng/ml。Daniel等[34]建立了QuEChERS結(jié)合毛細管電泳-串聯(lián)質(zhì)譜法測定甘蔗汁和番茄樣品中甲磺隆農(nóng)藥殘留量的方法,結(jié)果表明,兩種樣品中甲磺隆的檢測限為2 μg/kg。劉翠玲等[35]采用拉曼光譜結(jié)合QuEChERS方法檢測黃瓜中的吡蟲啉殘留量,選擇780 nm激光器采集樣本的拉曼光譜圖,研究發(fā)現(xiàn),乙腈萃取時分步預(yù)處理樣品比多步預(yù)處理樣品的模型效果好,該實驗結(jié)果可為之后樣品前處理的簡化改進提供有力依據(jù)。
對比常規(guī)樣品前處理技術(shù),QuEChERS方法在處理時間、處理過程、溶劑消耗量、干擾性及定量等方面得到很大改善,且對果蔬樣品中所含色素凈化率高,因此在果蔬農(nóng)藥多殘留分析檢測中的優(yōu)勢明顯,得到廣泛應(yīng)用。該方法局限性主要為適合于對低脂肪含量的樣品進行農(nóng)藥殘留檢測分析,對高脂肪含量樣品的適用性有待進一步的方法優(yōu)化。同時,由于加在樣品中的吸附劑的吸附容量有限,不能完全去除待測液中的雜質(zhì),會在后期分析時產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng),因此如何選擇合適的吸附劑及其配比而消除基質(zhì)干擾是今后研究QuEChERS方法的重要突破點。隨著智能化的發(fā)展,通過多種儀器集成實現(xiàn)該方法的高度自動化也是未來研究的重點方向。