張曉瑜,張 藝,王志昱,劉澤靜,國 凱,張桂芳
(煙臺市疾病預(yù)防控制中心,山東 煙臺 264003)
鮮菜類調(diào)味品是指有特殊香味被直接用作調(diào)味品的新鮮蔬菜,也是部分醬腌菜的原料[1-2],通常認(rèn)為包含蔥、姜、蒜、香菜、辣椒等,是我國居民日常生活中不可缺少的蔬菜品類,在我國各地都有使用此類蔬菜調(diào)味或者作為輔助食材的習(xí)慣。鮮菜類調(diào)味品的產(chǎn)量已經(jīng)占到中國蔬菜總產(chǎn)量的7%[3]。為避免種植、生長、采摘、運輸過程中的害蟲、微生物的侵襲,鮮菜類調(diào)味品在種植、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)會使用殺菌劑等農(nóng)藥[4-5],殺菌劑殘留狀況不容樂觀[6-7]。目前使用率較高的廣譜殺菌劑如丙環(huán)唑[8]、苯醚甲環(huán)唑[9]、多菌靈、甲霜靈、嘧霉胺、三唑酮[10]、戊唑醇[11]、烯酰嗎啉、咪鮮胺、甲基硫菌靈等均有一定的毒性。但研究多集中在殺蟲劑的檢測[13-14],鮮菜類調(diào)味品的檢測研究較少。
目前測定蔬菜中殺菌劑的檢測方法主要有分光光度法[15]、高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)[16]、氣相色譜法(gas chromatography,GC)[17]、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)[18]、液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(liquid chro matography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)[19]。常用分析方法中,分光光度法操作簡單但選擇性不高,易受本底干擾;高效液相法(HPLC)分離度好,但對樣品前處理要求高,基質(zhì)干擾大時易出現(xiàn)假陽性的情況;氣相色譜法(GC)、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)僅適用于易揮發(fā)成分的測定,用于難揮發(fā)種類的殺菌劑檢測時需要提前進(jìn)行成分衍生化,操作繁瑣,耗時長,樣品回收率難以保證;液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS/MS)具有受基質(zhì)干擾小,抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點,越來越多的用于農(nóng)藥殘留的檢測。目前國標(biāo)GB/T 20769—2008《水果和蔬菜中450種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》[19]應(yīng)用廣泛,但該方法未包含常用的殺菌劑種類,且采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、固相萃取等方法進(jìn)行樣品前處理,因此存在樣品、溶劑用量大,操作費時等缺點。近年來,QuEChERS(Quick、Easy、Cheap、Effective、Rugged、Safe)前處理方法在農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,能夠快速凈化樣品中的干擾雜質(zhì)[20]。由于鮮菜類調(diào)味品中富含的砜類、酯類、醚類、芳香性揮發(fā)油等揮發(fā)性化合物,常規(guī)前處理方式難以去除,對目標(biāo)化合物的檢測造成嚴(yán)重干擾[13],有文獻(xiàn)表明,QuEChERS方法因其快速、簡便、具備多種可調(diào)的凈化試劑等優(yōu)勢,可有效凈化此類物質(zhì)[14],成為鮮菜類調(diào)味品殺菌劑檢測理想的前處理方法。
本研究針對鮮菜類調(diào)味品復(fù)雜基質(zhì)的特點,摸索并優(yōu)化QuEChERS前處理方法和液相色譜-三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀的色譜、質(zhì)譜條件,最終建立一種可同時測定鮮菜類調(diào)味中10種殺菌劑殘留的檢測方法。通過本研究,可以了解不同鮮菜類調(diào)味品中殘留的殺菌劑種類和濃度水平,以期檢測鮮菜類調(diào)味品中殺菌劑殘留的種類和水平,同時對完善限量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考依據(jù)。
蔥、姜、蒜、香菜、辣椒:煙臺地區(qū)市場購買。
乙腈、甲酸(均為色譜純):德國默克公司;氯化鈉(分析純):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;無水硫酸鎂(分析純):國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;N-丙基乙二胺(primary secondary amine,PSA)(40~63 μm),C18(石墨化碳黑)(graphitized carbon black,GCB):德國CNW科技公司;實驗用水均達(dá)到國標(biāo)GB/T 6682—2008《分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法》中的一級水標(biāo)準(zhǔn)。
丙環(huán)唑、苯醚甲環(huán)唑、多菌靈、甲霜靈、嘧霉胺、三唑酮、戊唑醇、烯酰嗎啉、咪鮮胺、甲基硫菌靈標(biāo)準(zhǔn)品(純度均>99%):農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所。
Agilent 1260-G6460高效液相色譜-三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(配有電噴霧離子源(electrospray ionization,ESI)):美國安捷倫公司;3K15高速冷凍離心機(jī):德國西格瑪公司;Multi Reax多通道渦旋振蕩器:德國海道爾夫公司;B-400均質(zhì)儀:瑞士BUCHI公司;AE100電子天平:瑞士梅特勒-托利多公司。
1.3.1 樣品前處理
將適量樣品置于粉碎均質(zhì)器內(nèi)粉碎。取5.00 g均質(zhì)后樣品于50 mL離心管中,加入10 mL乙腈,渦旋均勻,加入1 g氯化鈉,渦旋1 min,靜置至分層完全。取5 mL上清液冷藏至4 ℃,加入2 g無水硫酸鎂,渦旋1 min至分散完全,4 ℃、10 000 r/min離心5 min,取上清液1.0 mL,加入60 mg PSA渦旋1 min,10 000 r/min離心3 min,取上清液,經(jīng)0.22 μm濾膜過濾后用于測定。
1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
使用乙腈稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液制備混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液(1 000 μg/L);分別取適量混合標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液至空白樣品基質(zhì)(檢測不同種類的樣品需使用相應(yīng)種類的空白樣品基質(zhì))中,獲得基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)系列(目標(biāo)質(zhì)量濃度0.2μg/L、0.5μg/L、1.0μg/L、5.0μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、40.0μg/L、60.0μg/L)。
1.3.3 色譜條件
Agilent ZORBAX SB-Aq液相色譜柱(3.0 mm×100 mm,1.8 μm),采用梯度洗脫方法,流動相A為0.05%(體積分?jǐn)?shù),下同)甲酸/水,B為0.05%甲酸/乙腈,梯度洗脫程序見表1。設(shè)置后運行時間2min,流速為0.300mL/min,進(jìn)樣量為2.0μL,柱溫為40 ℃。
表1 梯度洗脫程序Table 1 Programs of gradient elution
1.3.4 質(zhì)譜條件
電噴霧離子源、正離子模式掃描(ESI+),離子源溫度300 ℃,離子噴霧電壓4 000 V,霧化氣流速:氮氣(N2)流速5.0 mL/min,噴霧器壓力40 psi,脫溶劑氣流速:10.0 mL/min,脫溶劑氣溫度:400 ℃,多反應(yīng)監(jiān)測(multiple reaction monitoring,MRM)正離子模式,離子對及碰撞能量等參數(shù)見表2。
表2 10種殺菌劑的質(zhì)譜參數(shù)及保留時間Table 2 Mass spectrum parameters and retention time of the 10 fungicides
選擇對殺菌劑溶解性能好的乙腈作為提取溶劑,乙腈在氯化鈉的參與下可以與水層較好的分離。本研究對QuEChERS前處理方法[20]中常用的試劑無水硫酸鎂、PSA、C18、GCB進(jìn)行考察。無水硫酸鎂用于去除基質(zhì)中的水分,但直接加入硫酸鎂會產(chǎn)生大量的熱,可能導(dǎo)致目標(biāo)化合物分解。本文通過對樣品進(jìn)行預(yù)降溫和低溫離心的方式來減少硫酸鎂吸水放熱的影響;PSA用于吸附基質(zhì)中的碳水化合物、脂肪酸、有機(jī)酸、酚類和少量的色素。本研究空白試樣為蔥,加標(biāo)水平為20 μg/L,通過采用測定加標(biāo)回收率的方式對PSA加入量進(jìn)行考察,結(jié)果見圖1。由圖1可知,PSA加入量為60 mg時,能夠有效提高10種殺菌劑的回收率(P<0.05);GCB主要用于去除色素、甾醇類和非極性干擾物,其對多種殺菌劑回收率影響嚴(yán)重;C18對回收率影響不大。所以本研究最終選用氯化鈉、硫酸鎂、PSA作為凈化方案。
圖1 不同PSA加入量對測定結(jié)果加標(biāo)回收率的影響Fig.1 Effect of different PSA addition on adding standard recovery of determination results
在質(zhì)譜電噴霧離子源正模式下分別對10種殺菌劑進(jìn)行全掃描(full scan),選出適宜的母離子(均為[M+H]+)。在子離子掃描模式下,通過優(yōu)化碰撞能(collision energy)和碎裂電壓(fragmentor)等條件,選擇合適定性離子與定量離子。在MRM正離子模式下對駐留時間進(jìn)行優(yōu)化,獲得良好的響應(yīng)與峰形。優(yōu)化得到的相關(guān)質(zhì)譜條件見表2,MRM質(zhì)譜圖見圖2。
圖2 10種殺菌劑在多反應(yīng)監(jiān)測模式下質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectrogram of 10 fungicides under multiple reaction monitoring mode
采用上述優(yōu)化質(zhì)譜條件下,對加標(biāo)樣品進(jìn)行液相色譜檢測。采用體積分?jǐn)?shù)為0.05%甲酸/水及0.05%甲酸/乙腈進(jìn)行梯度洗脫,通過不斷優(yōu)化梯度洗脫程序獲得較為理想的峰形及信噪比,使10種殺菌劑可在色譜上較好的分離。梯度洗脫程序見表1,加標(biāo)樣品(加標(biāo)水平20 μg/L)色譜圖見圖3。
圖3 10種殺菌劑在多反應(yīng)監(jiān)測模式下液相色譜圖Fig.3 Liquid chromatograms of 10 fungicides under multiple reaction monitoring mode
按照1.3.2的方法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液(空白基質(zhì)為蔥),按上述儀器條件上機(jī)測試,以質(zhì)量濃度(x,μg/L)為橫坐標(biāo),峰面積(y)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程。同時以3倍信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)計算檢測方法檢出限,結(jié)果見表3。由表3可知,10種殺菌劑在0.2~60 μg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)R2均>0.999,可滿足準(zhǔn)確定量的要求。10種殺菌劑的檢出限為0.2~0.6 μg/kg。
表3 10種殺菌劑的線性回歸方程、線性范圍、相關(guān)系數(shù)及檢出限Table 3 Linear regression equations,linear range,correlation coefficient and detection limits of 10 fungicides
為驗證方法的準(zhǔn)確性和精密度,選取蔥、姜、蒜、香菜、辣椒五種陰性樣品分別添加殺菌劑做加標(biāo)回收試驗,加標(biāo)水平分別為2 μg/kg、20 μg/kg、100 μg/kg,重復(fù)6次。如表4中所示,加標(biāo)回收率為73.0%~104.7%,精密度試驗結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviation,RSD)為1.9%~9.8%。試驗結(jié)果表明,此方法的準(zhǔn)確性和精密度可滿足殺菌劑定量分析的要求[21]。
表4 10種殺菌劑的精密度及加標(biāo)回收率試驗結(jié)果Table 4 Results of precision and standard recovery rates tests of 10 fungicides
續(xù)表
隨機(jī)抽取市售鮮菜類調(diào)味品20份,其中包含蔥、姜、蒜、香菜、辣椒各4份,應(yīng)用本方法進(jìn)行測定。20份樣品中4份樣品有殺菌劑檢出,其中蔥中檢出多菌靈(57.6 μg/kg)一份,香菜中檢出苯醚甲環(huán)唑(85.7 μg/kg)一份,大蒜中檢出烯酰嗎啉(28.1 μg/kg、101 μg/kg)兩份。依據(jù)GB 2763—2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[22]的要求,大蒜中檢出的烯酰嗎啉低于限量值(0.6 mg/kg),其他兩種檢出農(nóng)藥無限量值要求。
本研究以煙臺地區(qū)鮮菜類調(diào)味品為樣本,對QuEChERS法的試劑進(jìn)行考察,確定提取鮮菜類調(diào)味品中殺菌劑的最優(yōu)前處理方法,結(jié)合液相色譜串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜儀建立了同時檢測鮮菜類調(diào)味品中10種殺菌劑殘留的快速檢測方法。10種殺菌劑在測定范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)R2均>0.999,檢出限為0.2~0.6 μg/kg,加標(biāo)回收率為73.0%~104.7%,精密度試驗結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.9%~9.8%。該方法與現(xiàn)行國標(biāo)方法[15-19]相比可同時測定10種常見殺菌劑,并且有前處理耗時短、準(zhǔn)確性好、靈敏度高的優(yōu)點,適用于對鮮菜類調(diào)味品中殺菌劑殘留的定性及定量分析,可為鮮菜類調(diào)味品中殺菌劑殘留的持續(xù)監(jiān)測和完善限量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。