UPLC-MS/MS 法测定潍坊市售果蔬中赤霉素残留及其污染水平分析
2021-01-19马淑青时振强潍坊市疾病预防控制中心
□ 马淑青 王 丹 时振强 潍坊市疾病预防控制中心
赤霉素(Gibberellin)是一类属于双萜类化合物的植物内源激素,也是一种广谱性植物生长调节剂,其最突出的作用是加速细胞的分裂与伸长。因赤霉素能够促进种子萌发、茎伸长,提高坐果率,而被广泛应用于果蔬生长、发育的各个阶段。赤霉素属于低毒农药,虽低毒,但毕竟是农药,多项研究证实短期内大量摄入或者长期少量摄入赤霉素会导致机体代谢失调,并诱发多种疾病,甚至致癌。例如:Troudi 等研究发现,赤霉素能刺激小鼠的甲状腺、肾上腺、卵巢等内分泌腺,改变其激素水平,进而影响小鼠的生长发育[1];许春爽等研究发现赤霉素可导致人精子细胞的凋亡[2];Erin 等研究发现赤霉素与肿瘤的形成有一定的关系[3]。
鉴于赤霉素对人类健康的深远影响,日本、欧盟等国家和国际组织对食品中赤霉素制定了严格的限量标准,有的甚至已详细到某个产品[4]。我国目前尚未出台相应的赤霉素使用限量标准。部分种植者为追求高产及利润,滥用赤霉素,使果实膨大并提前上市,这也使得一些果蔬中赤霉素残留量较高,增加了人们的摄入概率。本文建立了用QuEChERS 结合Agilent1290—6460 检测果蔬中赤霉素残留的方法,并利用该法对潍坊市售果蔬中赤霉素残留情况进行了调查,以期获得潍坊市售果蔬中赤霉素残留的污染水平及其可能带来的安全风险。
1 材料与方法
1.1 样品来源
果蔬样品从潍坊各县市区的超市、农贸市场、集市和路边摊位购买获得。根据本地居民的日常购买情况,选择居民消费量较大的水果和蔬菜。共采集果蔬样品568 份,其中水果272 份,蔬菜296 份。
1.2 仪器与试剂
UPLC—MS/MS(1290—6460)超 高效液相色谱质谱联用仪(美国Agilent公 司);KQ—250B 型 超 声 波 清 洗器(昆山市超声仪器有限公司);VORTEX GENIE2 型涡旋混匀器(美国Scientific 公司);CR21N 型高速冷冻离心机(日本日立公司);ARA520电子天平(奥豪斯国际贸易上海有限公司)。
赤霉素标准品(纯度≥99.0%)购自德国Dr.Ehrenstorfer 公司;乙腈、甲醇(色谱纯,美国Merck 公司);乙酸(色谱纯,美国Fisher 公司);DisQuE 脱水试剂袋(AOAC 法)(Waters 公司);QuchERS 分散固相萃取管(Waters 公司);实验用水为Milli—Q 超纯水。
标准储备液:准确称取0.025 g赤霉素标准品用乙腈溶解定容至50 mL,得500 μg/mL 的标准储备液,4 ℃保存备用。
1.3 分析条件
色谱条件:色谱柱为RRHD Eclipse Plus C18色 谱 柱(3.0 mm×100 mm,1.8 μm,美国Agilent 公司);流动相:A 为0.5% 甲酸水溶液,B 为乙腈;梯度洗脱:0 ~2.5 min,19%~90%B;2.5 ~4.5 min,90%B;4.5 ~6.0 min,90%~19%B;流速为0.2 mL/min,柱温为40 ℃,进样量为2 μL。
质谱条件:电喷雾离子源(ESI—);多离子反应监测(MRM);鞘气温度为350 ℃,鞘气流速为11 L/min,毛细管电压为3 500 V,干燥气温度为325 ℃,干燥气流速为11.0 L/min,喷嘴电压为500 V,雾化气压力为40 psi。
1.4 样品的前处理
前处理方法参考《2016 年国家食品污染物和有害因素风险监测工作手册》[5]。称取匀浆样品10.0 g 于50 mL 塑料离心管中,加入10.0 mL含1%(V/V)乙酸的乙腈溶液,超声提取2 min,加入脱水试剂(6 g 无水硫酸镁和1.5 g 醋酸钠)后涡旋1 min,10 000 r/min 离心3 min,取上清液2.0 mL 放入分散固相萃取管(25 mg C18和150 mg 无水硫酸镁)中涡旋1 min,10 000 r/min 离心5 min,取上清液过0.22 μm 有机滤膜,上机。
2 结果与分析
2.1 赤霉素质谱条件的确定
本文采用的是50 ng/mL 的标准溶液,在EI—模式下,首先全扫描确定母离子,再分别对破碎电压、碰撞能量和选择离子等质谱参数进行优化,优化后得赤霉素的主要特征离子碎片分 别 为m/z 345.1、239.1、143.1,选择基峰m/z 345.1 为母离子,子离子m/z 239.1、143.1 为两个定性离子,子离子m/z 143.1 响应最高,设为定量离子。子离子m/z 239.1 的碰撞能量为20 eV,子离子m/z 143.1 的碰撞能量为35 eV,破碎电压均为70 V。在该条件下检测赤霉素,标准品和样品的MRM色谱图如图1 所示。
图1 标准品和样品中赤霉素的MRM 色谱
2.2 标准曲线
取标准储备液,用含1%乙酸的乙腈溶液逐级稀释成质量浓度分别为2.0、5.0、10.0、50.0 ng/mL 和100.0 ng/mL的标准工作液。以定量离子的色谱峰面积(y)对赤霉素的质量浓度(x,ng/mL)建立标准曲线,得回归方程为:y=7.392x+7.587,相关系数r=0.998 4,线性范围为2.0 ~100.0 ng/mL,在该浓度范围内线性关系良好。按信噪比S/N=3,当取样量为10 g 时,样品中赤霉素的检出限为0.5 μg/kg,定量限为1.5 μg/kg。该法简单快捷、灵敏度高、重复性好,符合农药残留分析的要求,可用于果蔬中赤霉素残留的定性和定量检测。
2.3 样品的测定
用建立的方法对果蔬中赤霉素残留含量进行测定。作物本身会分泌微量赤霉素,检测结果为内源和外源的总和,所以残留量低于2 μg/kg 的视为未检出。最新的GB 2763—2019《食品中农药最大残留限量》尚未对赤霉素进行规定[6],参考日本和欧盟的限量标准(0.2 mg/kg)对检测结果进行评价[4]。
本次调查共检测果蔬样品568份,结果见表1。由表1 可见,568 份样品中有37 份样品检出赤霉素,检出率为6.5%,检出浓度范围为0 ~132.7 μg/kg,均未超标。蔬菜296 份样品中检出12 份,检出率为4.1%,检出样品主要集中在瓜果与茄类蔬菜中的番茄、黄瓜、冬瓜和豆类蔬菜中的豆芽上,以豆芽中赤霉素残留量最高,达132.7 μg/kg,这可能是因为菜农为促进豆子发芽、茎伸长而过量使用赤霉素。272 份水果中检出25 份,检出率为9.2%,与蔬菜相比,赤霉素的残留情况在水果中更为普遍,浆果类中的葡萄、草莓、蓝莓,瓜果类中的西瓜、甜瓜,橘果类的柑橘,核果类的樱桃、枣,仁果类的圣女果等均有检出赤霉素残留,分析原因应该是种植者们为了提高产品的坐果率和产量而过量施用了赤霉素,该调查结果与其他地市的检测结果基本吻合[7]。
表1 蔬菜和水果中赤霉素检出情况汇总
3 结论
本文利用QuEChERS 结合UPLC—MS/MS 方法提取、净化、检测果蔬中赤霉素残留,方法简单、快捷、灵敏度高、重复性好,符合农药残留分析的要求,可用于果蔬中赤霉素残留的定性和定量检测。QuEChERS 是一种快速、简单、安全的前处理技术;质谱联用技术灵敏度高,选择性强,是国际公认具有法律效力的标准方法;QuEChERS 结合UPLC—MS/MS 必将是未来植物生长调节剂分析的主要手段。
本次调查的样本量虽小,检出的样品也均未超标,但从检测结果来看,潍坊市售果蔬中存在赤霉素残留现象,尤其在水果、瓜类与茄果类蔬菜和豆芽中是比较普遍的,这应该是种植者们为了促进果蔬种子的萌发、提高坐果率、增加产量而过量施用赤霉素。长期食用“人为调控”的果蔬对身体的影响有待进一步评估,该结果应引起相关部门的重视,国家也有必要出台相关的残留限量标准,规范赤霉素的合理使用,最大限度的降低赤霉素对人类健康的危害。