气相色谱法检测面粉中有机磷农药残留
2018-06-11董维余群力徐也
董维余群力徐也
1 甘肃农业大学食品科学与工程学院,兰州,730050;2 兰州理工大学生命科学与工程学院,兰州,730050
随着科技的发展人们对绿色食品的要求越来越高,而一些商家为了经济利益,使农作物快速生长,便在农产品中添加各种农药,从而严重危害人们身体健康。有机磷农药属于有机磷酸类化合物,种类繁多,药效较高,用途广泛,而且容易分解,是农药中极其重要的一类化合物[1]。但有机磷农药的不合理使用及滥用会使农作物生长受到抑制或破坏[2]。有机磷农药进入土壤后,不但降低土壤肥力,破坏土壤结构,而且还会使其再次转移到组织内部,导致有机磷农药残留升高[3]。为此,我国投入大量资金、人力和物力,一方面加强无公害绿色农药的研制开发和应用;另一方面制定严格的农药残留限量标准来控制食品的质量,使食品的安全性得到提高。因此,需要加强对灵敏、快速、准确、简便且环保的有机磷农药检测方法的研究,对保护生态环境和人类健康有着重要意义。
1. 材料与方法
1.1 试剂与仪器
面粉(超市随机抽取),甲基嘧啶磷标准品,乙腈(分析纯,天津市光复精密化工研究所),甲醇(分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司),丙酮(分析纯,色谱纯,白银良友化学试剂有限公司),氯化钠(分析纯,天津市百世化工有限公司)。
氮吹仪(Lab Tech MV5),新型旋涡混合器(德国ZKA VORTEX),气相色谱仪(带有双火焰光度检测器[4],岛津GC-2010plus),电子天平(JINNUO TD5012)。
1.2 实验方法
1.2.1 甲基嘧啶磷标准曲线绘制
将甲基嘧啶磷标准品配制成质量分数为 0.2、0.5、1.0、2.0、5.0μg/mL的甲基嘧啶磷标准溶液。进样 1μL,进行气相色谱测定,以保留时间定性,以峰面积对应浓度分别制作甲基嘧啶磷农药的标准曲线。
1.2.2 提取
每种试样称取三份25.00g于150mL锥形瓶中,分别加入50.0 mL乙腈,丙酮,甲醇,在旋涡混合器上震荡2min,使其充分混匀,静置片刻后,用滤纸过滤,滤液收集到含有5~7g氯化钠的100mL具塞比色管中,收集滤液大约40~50mL,盖上塞子,剧烈震荡1min,在室温下静置30 min,使有机相与水相分层(GB/T 5009.20-2003)。
1.2.3 净化
从具塞比色管中分别吸取两份20 mL有机层于刻度离心管中,将离心管置于氮吹仪中,在50 ℃下氮吹至近干,用丙酮定容至1mL,于漩涡混合器上剧烈震荡,使其充分混匀。分别移入两个2mL自动进样器微量瓶中,供色谱测定。若定容后的样品溶液过于浑浊,应用0.45μm滤膜过滤后再进行测定。
1.2.4 测定
取样品提取物在经优化可行的色谱条件下进行检测,以保留时间定性,峰面积定量,用外标法计算样品中各种农药的浓度。(1)定性分析
双柱测得样品溶液中未知组分的保留时间分别与净化后的样品溶液在同一色谱柱上的保留时间相比较,如果获得的样品溶液中某组分的两组保留时间与标准溶液中某一农药的两组保留时间相差都在0.05min内的可认定为该农药。
(2)定量分析
试样中被测农药残留量以质量分数ω计,单位以毫克每千克(mg/kg)表示,按下面公式计算。
式中:
ρ-标准溶液中农药的质量浓度,单位为毫克每升(mg/L);
A-样品溶液中被测农药的峰面积;
As-农药标准溶液中被测农药的峰面积;
V1-提取溶剂总体积,单位为毫升(mL);
V2-吸取出用于检测的提取溶液的体积,单位为毫升(mL);
V3-样品溶液定容体积,单位为毫升(mL);
m-试样的质量,单位为克(g)。
计算结果保留两位有效数字,当结果大于1mg/kg时保留三位有效数字。1.2.5 试样加标处理
分别采用乙腈、甲醇、丙酮进行提取,试样提取液(加入甲基嘧啶磷标准品)→净化→测定→分析。1.2.6 色谱条件
预柱:1.0m,0.53nm内径,脱活石英毛细管柱[5]。
两根色谱柱,分别为:A柱:50%聚苯基甲基硅氧烷柱,30m×0.53mm×1.0μm;B柱:100%聚甲基硅氧烷柱,30m×0.53mm×1.50μm。进样口温度:220℃,检测器温度:250℃;柱温:150℃(保持2min)→ 250℃(保持12min)。载气:氮气,纯度≥99.999%,流速为10mL/min;燃气:氢气,纯度≥99.999%,流速为75mL/min;助燃气:空气,流速为100mL/min。1.2.7 分析方式
由自动进样器分别吸取1.0μL标准混合溶液和净化后的样品溶液注入色谱仪中,以双柱保留时间定性,以A柱获得的样品溶液峰面积与标准溶液峰面积比较定量。
2. 结果与分析
2.1 甲基嘧啶磷标准曲线绘制
将甲基嘧啶磷标准样品在确定好的色谱条件下进样,以标准样品质量浓度作为横坐标,相应浓度下的色谱峰的峰面积为纵坐标,绘制标准曲线,甲基嘧啶磷标准曲线方程为:Y=10000000x-1000000,R2=0.99875。可知甲基嘧啶磷在质量浓度为0.2~5.0 μg/mL范围内,线性关系良好。
2.2 三种溶剂对特制一等面粉中农残提取的对比
2.2.1 乙腈提取
图1 1通道乙腈提取-特制一等粉
图2 2通道乙腈提取-特制一等粉
由图1,2可看出,乙腈提取特制一等粉中甲基嘧啶磷,1,2通道分别在15.5分钟和19.4分钟左右均没有积峰出现,并且定量结果显示甲基嘧啶磷的浓度为0μg/mL,因此没有甲基嘧啶磷检测出。而图1,2在噪音信号的影响下分别在4.647分钟,14.756分钟,16.034分钟出现极小的积峰,或特制一等粉中含有其他残留的化合物。另外,图2的色谱图不平滑,有不规则的锯齿状,可能是由于仪器漏气或载气压力不稳定等原因。
2.2.2 甲醇提取
图3 1通道甲醇提取-特制一等粉
图4 2通道甲醇提取-特制一等粉
由图3,图4及定量结果得出,甲醇提取特制一等粉中甲基嘧啶磷时,两个通道均未检出甲基嘧啶磷,在噪音信号的影响下两个谱图中均有极小的色谱峰出现,且2通道谱图出现小锯齿状,可能是由于仪器漏气或柱子不干净。
2.2.3 丙酮提取
图5 1通道丙酮提取-特制一等粉
图6 2通道丙酮提取-特制一等粉
由图5,6可看出,丙酮提取特制一等粉中甲基嘧啶磷时,1,2通道分别在15.5分钟和19.4分钟均未出现积峰,并且定量结果显示甲基嘧啶磷浓度为0μg/mL,因此没有甲基嘧啶磷检测出。两幅色谱谱图中均出现了小锯齿状,可能是由于仪器气密性较差或者载气压力不稳定。
通过用乙腈、甲醇、丙酮提取特制一等粉中甲基嘧啶磷均未检出,则说明该面粉中甲基嘧啶磷含量极少或不存在,可安全食用。
3. 结论
分别用乙腈、甲醇、丙酮三种溶剂对特制一等粉中甲基嘧啶磷进行提取,结果表明检测出甲基嘧啶磷的含量均为0μg/mL,说明小麦从生长在生长过程中甲基嘧啶磷农药控制良好。