張彥軍,洪霞,錢瀅文,*,王克輝,熊敏暉,王燕嬌,馬燕,尚欣春
(1.甘肅省商業(yè)科技研究所有限公司,甘肅 蘭州 730010;2.甘肅中商食品質量檢驗檢測有限公司,甘肅 蘭州 730010)
辣椒是世界上僅次于豆類、番茄的第三大蔬菜作物,在我國種植規(guī)模大、產品類別多樣、市場需求高,是我國最大的蔬菜產業(yè)。辣椒中含有豐富的辣椒紅素、辣椒素、維生素、礦物質等,具有很高的保健功能和營養(yǎng)價值,有抗菌消炎、抗氧化、降低膽固醇、溶解血栓等方面的功效能增,為重要的蔬菜和調味品[1-2]。
咪鮮胺是一種咪唑類廣譜高效殺菌劑,其作用機理主要通過抑制麥角甾醇的生物合成,破壞細胞膜結構功能,從而達到殺菌目的,對辣椒枯萎病菌引起病害具有很好的保護和治療作用,用于防治辣椒的枯萎病[3-4]。咪鮮胺在環(huán)境中首先降解為N-丙基-N-[2-(2,4,6-trichlorophenol,2,4,6-三氯苯氧基)乙基]脲(BTS44595)和 N-醛基-N-丙基-N-[2-(2,4,6-三氯苯氧基)乙基]脲(BTS44596),后降解為 BTS45186[5-6],即 2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)。根據國內外研究咪鮮胺的毒性[7],咪鮮胺毒性較低,在推薦使用劑量范圍內,其對哺乳動物的致突變作用、致癌作用以及致畸作用的危害較小。但2,4,6-TCP 作為咪鮮胺的最終降解物,已經被確定為我國水體中的優(yōu)先污染物,是一種具有毒性、致突變性和致癌性的環(huán)境污染物,會對人類的健康造成潛在威脅[8],其殘留問題受到越來越多的關注。
國內外對于咪鮮胺和2,4,6-TCP 檢測的前處理,樣品提取液在210 ℃~240 ℃條件下與吡啶鹽酸鹽發(fā)生水解反應,將咪鮮胺及其代謝物全部轉化為2,4,6-TCP,經石油醚提取后采用磺化法凈化,檢測2,4,6-TCP 的含量[9-11]。該方法操作復雜費時,且吡啶鹽酸鹽毒性較大,對試驗人員的健康和環(huán)境安全造成威脅。QuEChERS(quick、easy、cheap、effective、rugged、safe)為這一問題提供了新的解決途徑,該方法利用N-丙基乙二胺(primary secondary amine,PSA)去除組份中的色素和油脂,以無水硫酸鎂去除水分,適用于辣椒中咪鮮胺和2,4,6-TCP 農藥殘留的提取和凈化,是一種快速、簡單、便宜、可靠和安全的樣品前處理方法[12]。目前,對咪鮮胺和2,4,6-TCP 的檢測方法有氣相色譜法(gas chromatography,GC)[13],液相色譜法(lliquid chromatography,LC)[14],氣相色譜-質譜聯(lián)用法(gas chromatogarphy-mass spectrometry,GC-MS)[15],液相色譜-質譜聯(lián)用法(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)[16-17]等,主要涉及到樣品有水果[18]、谷物[19]、油料作物[20]、中藥材[21]和土壤[22]等,而對辣椒中咪鮮胺和2,4,6-TCP 殘留的研究尚無報道。
本文建立了QuEChERS-氣相色譜-質譜連用測定辣椒中咪鮮胺和2,4,6-TCP 殘留的方法,具有對咪鮮胺和2,4,6-TCP 精密度好、準確度高、溶劑使用量少、樣品制備過程簡單和分析成本廉價的優(yōu)點。能夠對低濃度的咪鮮胺和2,4,6-TCP 進行定性與定量分析,填補了辣椒中咪鮮胺和2,4,6-TCP 殘留檢測研究中的空白。
無水硫酸鎂(分析純,使用前650 ℃下灼燒4 h,備用):天津市凱信化學工業(yè)有限公司;乙酸鈉(分析純):天津市光復精細化工研究院;PSA:天津博納艾杰爾科技有限公司;冰乙酸(分析純):國藥集團化學試劑有限公司;甲醇、乙腈(色譜純):北京百靈威科技有限公司;甲醇中咪鮮胺溶液標準物質(25165XM,純度98.4%,濃度為 100 μg/mL)、甲醇中 2,4,6-TCP 溶液標準物質(26233XM,純度 99.5 %,濃度為 100 μg/mL):北京振翔科技有限公司。
7890A-5975C 氣相色譜-質譜聯(lián)用儀:美國安捷倫科技有限公司;VORTEX genius3 渦旋混合器:艾卡(廣州)儀器設備有限公司;RJ-TDL-60B 離心機:無錫市瑞江分析儀器有限公司;JJ500 電子天平:常熟市雙杰測試儀器廠。
1.3.1 氣相色譜條件
DB-1701 石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進樣口溫度260℃;升溫程序:初始溫度60℃保持1 min,以 10 ℃/min 升至 280 ℃,保持 10 min;進樣量 1.0 μL,不分流進樣。
1.3.2 質譜條件
EI 電離源,電離電壓70 eV;離子源溫度280 ℃;傳輸線溫度280 ℃;溶劑延遲:5 min;咪鮮胺選擇監(jiān)測離子:定量離子 m/z 180;定性離子 m/z 308、266。2,4,6-TCP 選擇監(jiān)測離子:定量離子 m/z 196;定性離子 m/z 198、132。
稱取10.00 g 樣于50 mL 離心管,加10 mL 乙腈-乙酸(99 ∶1,體積比),搖勻,加 3.0 g 無水硫酸鎂,1.0 g乙酸鈉,渦旋1 min,4 000 r/min 離心5 min。取上清液5 mL 于15 mL 離心管,加1.0 g 無水硫酸鎂PSA量(3 ∶1,質量比),渦旋 1 min,4 000 r/min 離心 5 min,取1 mL 上清液過膜,待測。
分別準確移取 1 mL 100 μg/mL 的咪鮮胺和2,4,6-TCP 標準品溶液至10 mL 容量瓶中,用甲醇定容,配成兩種10.0 μg/mL 的標準儲備液,分別吸取以上兩種標準儲備液適量,并用樣品提取液稀釋至質量濃度為0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0 μg/mL 系列混合標準溶液。
選用丙酮、乙腈、乙腈-乙酸作為提取溶劑進行比較。在辣椒中添加 0.1 μg/mL 咪鮮胺和 2,4,6-TCP 標準溶液測定其回收率見表1。
表1 辣椒中咪鮮胺和2,4,6-TCP 在0.1 μg/mL 添加水平下的回收率及其相對標準偏差(relative standard deviation,RSD)Table 1 Recoveries and the relative standard deviation(RSD)of prochloraz and 2,4,6-TCP at 0.1 μg/mL spiked in pepper
由表1可知,咪鮮胺在丙酮、乙腈、乙腈-乙酸中回收率在94.55%~105.55%之間,三者對咪鮮胺均有較好的提取效果。2,4,6-TCP 在丙酮和乙腈中回收率為79.27 %~87.72 %之間,在乙腈-乙酸中回收率為96.92%~105.25%,說明 2,4,6-TCP 在乙腈-乙酸提取效率比乙腈好。這是由于2,4,6-TCP 具有較強的極性和酸性,其羥基上的H+與環(huán)境中的Na+進行交換從而生成 2,4,6-三氯苯酚鈉,而 2,4,6-三氯苯酚鈉在水相中的溶解度大于在有機相中的溶解度,有機相無法對樣品基質中的2,4,6-三氯苯酚鈉進行有效提取,加入乙腈-乙酸,存在大量的H+,促進樣品基質中2,4,6-三氯苯酚鈉形成 2,4,6-TCP,從而提高提取效率,2,4,6-TCP 與 2,4,6-三氯苯酚鈉的轉化見圖1。
圖1 2,4,6-TCP 與 2,4,6-三氯苯酚鈉的轉化Fig.1 The transformation of 2,4,6-TCP and 2,4,6-trichlorophenosodiumsalt
因此,本研究選擇乙腈-乙酸作為咪鮮胺和2,4,6-TCP 的提取劑。
本研究選用無水硫酸鎂PSA 量凈化提取液,PSA對多糖、肽類(包括氨基酸)和色素有強吸附作用,無水硫酸鎂去除提取液中少量的水分,有助于加強PSA的凈化效果??疾觳煌昧康臒o水硫酸鎂PSA 量對凈化效率的影響見表2,按1.4 過程在辣椒中添加0.10 μg/mL 咪鮮胺和 2,4,6-TCP 混合標準溶液,分別以 0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 g 無水硫酸鎂 PSA 量凈化提取液,觀察不同用量的無水硫酸鎂PSA 對提取液的凈化效果。試驗結果顯示,隨3 ∶1 的無水硫酸鎂PSA 用量增加對提取液凈化效果越好。
表2 辣椒中在0.10 μg/mL 添加水平下不同量3 ∶1 的無水硫酸鎂PSA 對平均回收率的影響(n=5)Table 2 Effects of amount of anhydrous magnesium sulfate PSA(3 ∶1,m/m)on average recoveries of 0.10 μg/mL spiked in pepper(n=5)
由表2可知,當無水硫酸鎂和PSA 的量達到1.0 g后2,4,6-TCP 和咪鮮胺回收率基本不變。綜合凈化效果和回收率,本研究選擇1.0 g 無水硫酸鎂PSA 量凈化提取液。
取1.4 配制的咪鮮胺和2,4,6-TCP 標準混合工作液,在最佳的試驗條件下檢測咪鮮胺和2,4,6-TCP,以進樣質量濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標見圖2。
圖2 咪鮮胺和2,4,6-TCP 標準曲線Fig.2 The standard curve of the prochloraz and 2,4,6-TCP
得到咪鮮胺和2,4,6-TCP 的線性方程分別為Y=637 497.3X-8 786.1 和 Y=890 775.9X-3 978.6,其相關系數r 值分別為0.999 1 和0.999 2,表明咪鮮胺和2,4,6-TCP 在 0.01 μg/mL~1.0 μg/mL 范圍內的線性關系均良好,以3 倍信噪比(S/N=3)確定咪鮮胺和2,4,6-TCP 檢出限為 0.003 3 mg/kg,滿足殘留定量分析要求。
試驗對辣椒進行了加標回收試驗,考察該方法的回收率與精密度。按照1.5 步驟對辣椒添加0.02、0.10、0.50 μg/mL 3 個水平的咪鮮胺和 2,4,6-TCP 標準溶液,經前處理后GC-MS 分析,測定后計算回收率見表3。
表3 辣椒中咪鮮胺和2,4,6-TCP 在3 個添加水平下的平均回收率及其相對標準偏差(n=7)Table 3 Average recoveries and the RSD of prochloraz and 2,4,6-TCP at three spiked levels in pepper(n=7)
由表3可知,在3 個添加水平下咪鮮胺和2,4,6-TCP 的平均回收率在96.70%~100.64%的范圍之間,相對標準偏差(relative standard deviation,RSD)介于2.33%~4.28%之間,表明此方法具有較高的準確度和精密度。因此,試驗中開發(fā)的方法滿足2,4,6-TCP 和咪鮮胺分析的要求,可用于辣椒樣品中2,4,6-TCP 和咪鮮胺農藥殘留的檢測。
利用本試驗方法按1.5 樣品處理步驟,以市售的辣椒50 個樣品進行定性定量分析見表4。
其中 4 個樣品檢出咪鮮胺和 2,4,6-TCP 殘留,結果見表4,其余樣品均未檢出,對檢出樣品做5 次平行檢測,咪鮮胺和2,4,6-TCP 分別在0.049 mg/kg~0.25 mg/kg 和 0.018 mg/kg~0.19 mg/kg 之間,相對標準偏差在6.02%~11.28%之間。
表4 實樣檢測結果Table 4 Sample test results
由于咪鮮胺最終降解為2,4,6-TCP,根據水解反應的化學計量法,1 摩爾咪鮮胺(分子量為376.7)水解產生 1 摩爾的 2,4,6-TCP(分子量為 197.5),所以它們之間存在下一種轉換關系[23-24]:
1(mg/kg)2,4,6-TCP=1.907(mg/kg)咪鮮胺
按照GB2763-2016《食品安全國家標準食品中農藥最大殘留限量規(guī)定》[25],咪鮮胺及其含有2,4,6-三氯苯酚部分的代謝產物之和,以咪鮮胺表示,根據轉換關系計算4 個樣品中咪鮮胺的含量在0.095 mg/kg~0.57 mg/kg 之間,在辣椒中的最終殘留量均低于最大殘留量2 mg/kg。
采用QuEChERS-氣相色譜-串聯(lián)質譜法對蔬菜中咪鮮胺及其代謝物2,4,6-三氯苯酚殘留量的檢測技術進行了研究。該方法前處理簡便快速、選擇性好、靈敏度高、抗干擾能力強,具有良好的線性響應,且在0.02、0.10、0.50 μg/mL 添加水平下,兩種農藥均有較好的回收率。表明該方法符合農藥殘留分析的要求,適用于辣椒中咪鮮胺及其代謝物2,4,6-三氯苯酚殘留檢測的定性和定量分析。