气相色谱串接质谱测定食醋中多组分农药残留含量的方法研究

李 丽，夏 蓉*，卞晶晶

（1.江苏联合职业技术学院 镇江分院镇江高等职业技术学校 机电工程系，江苏 镇江 212000；2.镇江恒顺生物工程有限公司，江苏 镇江 212021）

镇江醋素有“天下美酒推茅台，世上食醋数镇江”之说，其原料主要包括大米（糯米、粳米、籼米）、辣蓼草、麸皮、大麦、小麦、豌豆、黄酒糟、食盐、食糖等。镇江醋因其“酸而不涩，香而微甜，色浓味鲜，愈存愈香”的特色，受到国内外消费者的青睐。2006年6月，经历了170多年有序传承的“镇江恒顺醋酿制技艺”被列入第一批国家非物质文化遗产名录。2012年7月，中国镇江醋成为首个在欧盟注册的食醋类地理标志保护（protected geographic indication，PGI）产品。欧盟、美国、日本等国也成为镇江食醋的主要出口目的地[1]。

对于植物源性的产品（如糯米、小麦等），欧盟[2]、美国[3]、日本都有明确的农药残留限量的规定。近年来，这些国家实施了越来越严格的残留限量的要求，其中欧盟对于未制定最高残留限量的农药实施了“一律标准”，均不得检出（检出限10 μg/kg）[4]，这对中国农产品的出口带来考验，对以粮食为主要原料酿制的食醋同样有着严重的影响[5]。因此，在严格控制生产原料质量、确保相关农药残留合格的同时，对最终产品中农药残留的检测也尤为重要。目前，植物源性产品中农药残留的检测方法包括液相色谱质谱（liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS）法[6-9]、气相色谱质谱（gaschromatography-mass spectrometry，GC-MS）法[10]、气相色谱（gas chromatography，GC）法[11-12]等。提取待测组分经常采用的试剂包括乙腈、乙酸乙酯、甲苯、丙酮、二氯甲烷等。但这些提取、测定方法主要针对蔬菜、水果、谷物以及一些动物源性类的产品，没有专门针对醋中农药残留提取的描述，缺乏针对性的检测方法。

因此，本研究选择了有机氮、甲氧基丙烯酸酯、拟除虫菊酯、三唑类、喹唑啉类、杂环类、有机磷、二甲酰亚胺类、醚类、吡咯类、氨基甲酸酯类、酰胺类、苯基吡唑类、嘧啶胺类、苯胺类、芳香族化合物、取代硝基苯、联苯肼等共计19类农药进行样品前处理的研究，在此基础上建立了食醋中多组分农药残留的气相色谱-串联质谱（gas chromatographytandem mass spectrometry，GC-MS/MS）的检测方法，并对市售食醋产品进行筛查，积累农药残留的本底数据，确保食醋的质量安全。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

50份镇江食醋：当地超市。

乙腈、环己烷、甲苯、丙酮、二氯甲烷（均为色谱纯）：德国Merck公司；氨水、氯化钠（均为分析纯）：上海国药集团；N-丙基乙二胺（primarysecondaryamine，PSA）固体粉末：上海安普公司；石墨化炭黑（graphitized carbon blacks，GCB）：深圳逗点公司；农药标准品（纯度均＞98.5%）：德国Dr.Ehrenstorfe公司。

1.2 仪器与设备

Agilent 7890A气相色谱仪、Agilent 7000B GC-MS/MS仪、Agilent 7693自动进样器：美国安捷伦公司；ME-T电子天平、SevenExcellence pH计：瑞士梅特勒公司；3K15高速冷冻离心机：德国Sigma公司；XW-80A涡旋混合器：上海医科大学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

本研究采用乙腈、甲苯、丙酮、二氯甲烷、环己烷溶剂对醋中的农药进行提取，考察不同萃取剂对待测组分的提取效率和样品基质的干扰。以样品基质干扰小、回收率符合相关的技术要求为依据，优化组合后[13-14]，确定样品的提取和净化程序：量取100 mL食醋于200 mL烧杯中，在pH计上逐滴加入氨水中和至pH 7.0。吸取3.0 mL中和后的食醋液于50 mL离心管中，加入2.0 g氯化钠，涡旋30 s。加入最优萃取溶剂，涡旋混匀3min。8000r/min离心5min后，有机相和水相结合处会有絮状物质，分层不清。用手轻轻摇晃离心管，让有机相和水相结合处的絮状物质彻底分散，再以13000r/min离心10min，取上清液10 mL净化。

净化：先用5 mL甲苯溶液清洗GCB小柱并保持柱床的湿润，取上清液10 mL过柱，过柱结束后用2 mL甲苯清洗GCB小柱，合并滤液，氮吹至干。残渣中加入1 mL乙腈和100 mg PSA，涡旋混匀2 min，过有机相膜，供GC-MS/MS测定。

1.3.2 检测条件

气相色谱条件：DB-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气为氦气（He）；流速为1.0 mL/min；进样量为1.1 μL，不分流进样；进样口温度为250℃；程序升温条件：初始温度70℃，保持3 min；以10℃/min升至105℃，保持2 min；以10℃/min升至180℃，保持2 min；以6℃/min升至250℃，保持4 min；以5℃/min升至280℃，保持2 min；以20℃/min升至300℃，保持5 min。溶剂延迟10 min。

质谱条件：离子化模式为电子电离（electronionization，EI）源；电离能量为70 eV；离子源温度为230℃；GC-MS/MS接口温度为270℃；多反应监测（multiple reaction monitoring，MRM）模式。

定性定量：以待测组分的保留时间和离子对作为定性依据；以相对丰度较高的离子作为定量离子。

1.3.3 标准曲线的建立

吸取100.0μL52种农药的混合标准溶液（1250.0μg/L）于900.0μL乙腈溶液中，涡旋混匀。再用乙腈进行倍比稀释，使混合标准溶液的质量浓度分别为7.81 μg/L、15.60 μg/L、31.20 μg/L、62.50 μg/L、125.00 μg/L。以峰面积（Y）对质量浓度（X）绘制标准工作曲线。

1.3.4 方法回收率及精密度

用经过筛查的不含待测组分的空白样品进行加标回收试验，添加水平为10.0 μg/L、20.0 μg/L和40.0 μg/L，每个加标水平测定6次，得出方法的回收率及精密度。

1.3.5 方法检出限及定量限

参照文献[15]的方法，量取100 mL食醋于200 mL烧杯中，加入农药混合标准溶液290μL（1000.0μg/L），按照1.3.1进行样品的前处理。重复测定7次，以3∶1的信噪比确定方法的检出限（limit of detection，LOD），以10倍的信噪比确定方法的定量限（limit of quantitation，LOQ）。

1.3.6 食醋样品的检测

按照方法1.3.1对食醋中的残留农药进行提取和净化，采用气相色谱-串联质谱法进行检测。

2 结果与分析

2.1 样品前处理条件的选择

食醋中含有约5%的乙酸，乙酸能与乙腈互溶，在甲苯中也有一定的溶解度。因此，采用宋碧君等[16-17]的方法（盐析法）直接用乙腈、甲苯提取食醋中的农药残留，乙酸会将样品中的非目标化合物带入提取液中，基质干扰大。采用丙酮、二氯甲烷提取出的色素含量较多，不利于后续的样品提取液的净化。用环己烷提取，有机磷类的农药回收率偏低。以乙腈提取为例，空白样品中邻苯基苯酚、氧化乐果、克百威、硫环磷、苯醚甲环唑都呈假阳性，双甲脒的回收率＜10%。

乙酸铵在乙腈、甲苯、环己烷等有机溶剂中溶解度都非常小甚至不溶解，因此将醋中的乙酸用氨水中和成乙酸胺，再用有机试剂提取，可以有效减少样品基质的干扰。因此，分别考察了乙腈、甲苯、环己烷的提取效果。单独用乙腈提取，硫环磷和双甲脒的回收率＜10%，并且提取液中色素含量较高；纯甲苯提取，包括甲苯氟磺胺、喹螨醚、嘧菌酯等19种物质的回收率偏高；纯环己烷对于有机磷类农药的提取效果不好，回收率偏低。

参考文献[18]依据不同农药在甲苯和环己烷中的溶解度不同，采用甲苯和环己烷的混合溶液进行提取。甲苯/环己烷提取液中含有少量的色素，用GCB[19-20]净化可以有效去除这部分色素，减少样品提取液对色谱柱和质谱的污染，降低基质的干扰；PSA的使用可以有效降低样品基质对菊酯类物质的增益影响。因此，对甲苯、环己烷、PSA的用量进行了3因素3水平的正交试验[13-14]，以样品基质干扰小、回收率符合相关的技术要求为判定依据，确定了甲苯/环己烷的提取方式以及样品提取液的净化方法，确定甲苯添加量为10 mL，环己烷添加量为5 mL，PSA添加量为50 mg。

2.2 52种农药标准品的保留时间和质谱参数

食醋中各待测组分的保留时间（retention time，RT）、特征离子、碰撞能量等参数见表1，52种农药混标（62.5 μg/L）的总离子流色谱图见图1。

表1 52种农药的保留时间、特征离子、碰撞能量等参数Table1 Retention time,characteristic ions and collision energy of 52 kinds of pesticides

续表

图1 多组分农药残留的GC-MS/MS总离子流图Fig.1 Total ion chromatograms of multi-component pesticides residue analysis by GC-MS/MS

由表1可知，各种农药均能产生丰富的碎片离子，用于定量、定性分析。由图1可知，52种农药组分在15.93～37.46min内分离效果良好，避免了各种农药之间相同碎片离子的相互干扰。

2.3 52种农药的标准曲线及线性范围

52种农药的标准曲线、线性范围见表2。

表2 52种农药的标准曲线、线性范围Table2 Standard curves and linearity ranges of 52 kinds of pesticides

续表

由表2可知，52种农药在质量浓度为7.81～125 μg/L的范围内，相关系数R2均＞0.99，线性关系良好，可用于52种农药的检测。

2.4 精密度试验

食醋中52种农药的相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）结果见表3。

由表3可知，食醋中52种农药的相对标准偏差（RSD）在5.90%～11.4%范围内，表明该方法精密度良好[21]。

表3 方法精密度试验结果Table3 Results of precision tests for the method

2.5 加标回收率试验

食醋中52种农药的加标回收率试验结果见表4。

表4 加标回收率试验结果Table4 Results of adding standard recovery tests

续表

由表4可知，52种农药的回收率在78.5%～112%范围内，表明该方法的准确性良好[21]。

2.6 52种农药的检出限和定量限

52种农药的检出限均为5 μg/L，定量限均为10 μg/L。

2.7 食醋样品的检测

50份食醋样品中均未检出农药残留。

3 结论

在优化样品前处理条件以及仪器参数的基础上建立了GC-MS/MS法检测食醋中的多组分农药残留的测定方法。食醋经氨水中和后，采用甲苯/环己烷的混合溶液提取食醋中的待测组分，能有效降低醋的基质干扰。目标化合物在一定质量浓度范围内（7.81～125 μg/L）线性关系良好，相关系数R2均＞0.99。方法的定量限和检出限分别为10.0 μg/L、5.00 μg/L，平均回收率为78.5%～112.0%，相对标准偏差（RSD）为5.90%～11.40%。该方法简便、快速，准确，已成功应用于市售食醋中农药残留的检测。为确保食醋的安全质量提供技术支撑。