王胤海,申 琦,譚奇敏,李曉紅,張 菡,崔海濱
(中糧新疆屯河加工番茄工程技術(shù)研究中心(有限公司),中糧屯河糖業(yè)股份有限公司(糖料和番茄質(zhì)量控制重點實驗室),新疆 昌吉 831100)
目前,我國番茄制品產(chǎn)量僅次于美國,是世界第二大加工番茄生產(chǎn)國,年出口量100×104t,成為我國五大出口蔬菜制品之一,占全球番茄醬的貿(mào)易總量已從1999年的7.7%上升到2016年的40%,是世界第一大番茄制品出口貿(mào)易國。
隨著加工番茄種植、采收模式的調(diào)整,各類殺蟲劑、殺菌劑在番茄種植過程中普遍使用,歐盟、日本等番茄制品主要進口國對番茄醬農(nóng)藥殘留限量制定了嚴(yán)苛的限量標(biāo)準(zhǔn)[1-4]。試驗采用QuEChERS前處理方法,充分利用分散固相萃取的技術(shù)原理,建立了適合番茄及番茄制品基質(zhì)99種農(nóng)藥的檢測方法,有效提高了工作效率,顯著降低了成本。該方法的精密度、靈敏度及方法檢出限能同時滿足歐盟、日本肯定列表和國標(biāo)的要求。
AL01型分析天平(0.1 mg),METTLER TOLEDO公司產(chǎn)品;超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀;UPLC-MSMS(WATERS);氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(AGILENT 5973N,6890);色譜柱:Waters ACQUITY UPLC HSST3 1.8μm(2.1 mm×50 mm)。
乙腈(HPLC級)、乙酸銨(HPLC級)、乙酸(HPLC級)、甲酸(HPLC級)、氯化鈉(AR級)、乙酸鈉(AR級)、無水硫酸鎂(AR級)、乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、實驗室用水均為一級水。
農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品包括甲基硫環(huán)靈、氧樂果、甲胺磷、敵敵畏等99項農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品,質(zhì)量濃度均為100μg/mL。
混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:分別吸取99種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品200μL~10 mL容量瓶中,用乙腈定容,配置成2μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。
基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:用空白樣品提取液配成不同質(zhì)量濃度的基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,用于建立標(biāo)準(zhǔn)曲線?;|(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液應(yīng)現(xiàn)用現(xiàn)配。
(1)樣品制備。取代表性樣品約500 g,勻漿攪拌后備用。
(2) 樣品提取。稱取5 g(準(zhǔn)確至0.01 g) 樣品于50 mL塑料離心管中(若樣品為番茄醬,則需要加入5 mL水),渦旋混勻,準(zhǔn)確加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的乙酸-乙腈20 mL、4 g氯化鈉和1 g乙酸鈉;使用恒溫振蕩器振蕩15 min,隨后放入超聲波發(fā)生器中超聲提取20 min,超聲過程中需控制水溫上升;超聲結(jié)束后以轉(zhuǎn)速8 000 r/min離心5 min。
(3)樣品除水。吸取全部離心后上清液于50 mL塑料離心管中,加入6.00 g無水硫酸鎂,放入恒溫振蕩器中振蕩15 min,以轉(zhuǎn)速8 000 r/min離心5 min。
(4) 樣品凈化。取12 mL上清液于50 mL塑料離心管中,準(zhǔn)確加入1.00 g無水硫酸鎂和0.250 g PSA(樣品若為番茄醬,則稱取0.400 g PSA),放入恒溫振蕩器中振蕩15 min,以轉(zhuǎn)速8 000 r/min離心5 min。
(5)樣品濃縮及上機。取上清液8 mL于玻璃氮吹管中,于35℃水浴中氮吹濃縮至1 mL以下,再用乙腈復(fù)溶至1 mL;渦旋混勻后過膜上機。
(1)液相色譜條件。色譜柱為Waters ACQUITY UPLCHSST3 1.8μm(2.1 mm×50 mm Column),柱溫35℃,樣品溫度4℃,進樣體積3μL。流動相為乙腈和含0.1%甲酸的乙酸銨水溶液,流速為0.2 mL/min。
流動相梯度條件見表1。
表1 流動相梯度條件
(2)LCMMS條件。正離子模式(EI+),選擇離子掃描(MRM),毛細(xì)管電壓3.5 kV,錐孔電壓28 V,離子源溫度120℃,脫溶劑氣溫度450℃,碰撞氣流量700 L/hr,錐孔氣流量50.0 L/hr。
(3) 氣相色譜條件。進樣口溫度250℃,程序初始溫度80℃,保持1 min,以10℃/min升溫至280℃,保持5 min,再以20℃/min升溫至300℃,保持3 min。載氣為高純氮,流速為1.0 mL/min,不分流進樣,進樣量1μL。
(4)質(zhì)譜條件(GCMS)。電子轟擊電離源(EI),電離能量70 eV,四級桿溫度150℃,傳輸線溫度300℃,離子源溫度230℃,選擇離子掃描,溶劑延遲3 min。
不同農(nóng)藥在pH值穩(wěn)定性的不同,配制含有多個農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)工作液都是由一定體積的儲備液經(jīng)適量的乙腈稀釋混合而成?;旌蠘?biāo)準(zhǔn)工作液的濃度應(yīng)足夠用于配制所需的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液?;|(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液須用空白樣品的提取液經(jīng)適當(dāng)稀釋配制,空白樣品基質(zhì)的用量不超過定容體積的20%,以避免樣品提取液與基質(zhì)匹配之間因基質(zhì)增強效應(yīng)引起的誤差。
采用0.1%甲酸乙腈提取,是由于所檢測的農(nóng)藥大多為極性較大的農(nóng)藥。
制備均勻的樣品用乙腈提取。低水分含量的樣品(水分含量<80%)在提取前需要加入5 g水。
在提取液中加入氯化鈉劇烈振搖后離心,使固相和液相分離。有機相用分散固相萃取法凈化,凈化過程中加入一定量的硫酸鎂去除有機相中殘留水分。浸提液中加入少量甲酸進行酸化后接著加入吸附劑(如PSA),酸化有助于保持農(nóng)藥的穩(wěn)定性,提高分析的靈敏度。
LC-MS/MS所有農(nóng)藥質(zhì)譜參數(shù)均采用流動注射的方式,通過調(diào)試尋找毛細(xì)管電壓、母離子、子離子、錐孔電壓、碰撞能等參數(shù)。GC-MS所有農(nóng)藥均直接采用Agilent數(shù)據(jù)庫中農(nóng)藥質(zhì)譜參數(shù)。
2.5.1 定性與定量
(1)定性方法。在相同試驗條件下進行樣品測定時,如果檢出的色譜峰的保留時間與標(biāo)準(zhǔn)樣品相一致,并且在扣除背景后的樣品質(zhì)譜圖中,所選擇的離子均出現(xiàn),而且所選擇的離子豐度比與標(biāo)準(zhǔn)樣品的離子豐度比相一致(相對豐度>50%,允許±20%偏差;相對豐度>20%~50%,允許±25%偏差;相對豐度>10%~20%,允許±30%偏差;相對豐度≤10%,允許±50%偏差),則可判斷樣品中存在該種農(nóng)藥或相關(guān)化學(xué)品。
(2)定量方法。使用響應(yīng)值較高的離子對為定量離子對,通過基質(zhì)匹配混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液用外標(biāo)法定量。
2.5.2 方法的線性范圍與檢出限
使用空白番茄醬樣品的最終凈化液作為基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋液,分別以99種農(nóng)藥的質(zhì)量濃度對應(yīng)的定量離子色譜峰的峰面積繪制基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液工作曲線,獲得相應(yīng)的線性方程及相關(guān)系數(shù)。99種農(nóng)藥化合物的線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)R2>0.98。
99種農(nóng)藥化合物的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液工作曲線和相關(guān)系數(shù)見表2。
表2 99種農(nóng)藥化合物的基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液工作曲線和相關(guān)系數(shù)
續(xù)表2
2.5.3 回收率和精密度試驗
為驗證方法的可靠性和重復(fù)性,分別進行4個水平的添加回收率試驗,每個水平做6個平行樣品測定,該方法測定番茄醬中99種農(nóng)藥的平均回收率均在73.6%~118.4%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD) 小于16%。
34種農(nóng)藥(LC/MSMS) 的平均加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差見表3,65種農(nóng)藥(GC/MS) 的平均加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差見表4。
采用了QuEChERS前處理方法,LC-MS/MS和GC-MS 2臺儀器測定了番茄及番茄醬中99項常見農(nóng)藥殘留。99種農(nóng)藥在0.01~0.50 mg/kg含量范圍內(nèi)線性良好,R2≥0.980,且平均回收率為 73.6%~118.4%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差≤16%。該方法操作簡單、快速、高效、成本較低,具有較好的靈敏度和精密度,適合在番茄及番茄制品相關(guān)生產(chǎn)加工企業(yè)中推廣。
表3 34種農(nóng)藥(LC/MSMS)的平均加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)
表4 65種農(nóng)藥(GC/MS)的平均加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)
續(xù)表4