不同前处理方式对豆角中有机磷农药残留测定的影响

李长滨，李 靓，江晨潇

(河南牧业经济学院 食品与生物工程学院，河南 郑州 450046)

食品是人们赖以生存的重要物质来源，在食品生产过程中不可避免要应用大量农药，有机磷农药(organophosphorous pesticides, OPPs)以其高效、种类繁多、价格低廉等特点，被广泛应用于农作物病虫病害防治及植物生长调节等领域[1]。虽然我国已经禁止使用有机磷农药，但是仍有不法分子使用或变相使用有机磷农药，导致其残留问题仍然存在[2]。由于样品基质的复杂性，导致准确定量检测农药残留非常困难，这就需要对具有复杂基质的食品样品进行一系列前处理，以减少或避免其他成分及因素对检测结果的干扰，从而提高提取效率、提高检测结果的灵敏度[3]。

目前有机磷农药常用的测定方法有气相色谱法[4]、气相色谱-质谱联用法[5]、液相色谱-质谱联用法[6]、气相色谱-质谱-质谱联用法等[7]。在有机磷农药残留检测项目中，传统的样品前处理过程十分繁琐，约占检测实验时间的70%[8]。为缩短实验前处理时间，确保实验数据的准确性，探究出操作简单、方便快速的前处理方法就显得尤为重要。前人以直接提取法、涡旋振荡提取法和超声波提取法三种不同的处理方式，分别评价了提取液的净化方式、提取剂的种类和超声时间对采用气相色谱法测定7种常规的有机磷农药(氧乐果、乐果、甲基对硫磷、杀螟硫磷、马拉硫磷、对硫磷和甲基异柳磷)的影响[9]，通过单因素分析和正交试验探究最优前处理方式，并分别计算了7种常规有机磷农药的回收率、精密度。本文拟通过不同前处理方式对豆角中有机磷农药残留测定进行比较研究，为食品中的有机磷农药残留的测定以及监管部门的监测提供参考依据。

1 实验试剂和仪器

1.1 实验材料与试剂

氧乐果标准溶液、乐果标准溶液、甲基对硫磷标准溶液、杀螟硫磷标准溶液、马拉硫磷标准溶液、对硫磷标准溶液、甲基异柳磷标准溶液购自国家标准物质研究中心；乙腈、丙酮、石油醚、无水硫酸钠等试剂均为国产分析纯；无公害豆角购买于超市。

1.2 实验仪器与设备

数控超声波清洗器购自昆山市超声仪器有限公司、冷冻离心机购自北京鸿苑鑫仪器科技有限公司、旋转蒸发仪购自上海亚荣生化仪器厂、氮吹仪购自华瑞博远科技、涡旋振荡器购自北京康高特科技有限公司、气相色谱仪购自安捷伦科技有限公司、超纯水机购自美国密理博公司。

2 实验内容

2.1 样品的采集与预处理

豆角样品按GB/T14553-2003标准[10]取样，将残留在样品上的污物去掉，用食品搅拌器粉碎，制成待测样后分类包装，贮存于-18 ℃。

2.2 标准农药溶液的配置

2.3 标准溶液储备液

分别配制氧乐果、对硫磷、甲基异柳磷、乐果、甲基对硫磷、杀螟硫磷、马拉硫磷标准溶液，再配制成质量浓度为5 μg/mL的混合标准溶液储备液，最终将混合标准溶液稀释成浓度分别为50 μg/L、100 μg/L、200 μg/L、500 μg/L、1000 μg/L的基质标准混合液。

2.4 色谱分析条件

HP-5毛细管柱(30 m*0.32 mm*0.25 μm)，柱流速1.0 mL/min，进样口温度250 ℃，检测器温度300 ℃，载气高纯氮气，流速为10 mL/min，进样量1.00 μL，柱升温程序：初始温度50 ℃保持0.5 min，以30 ℃/min升至130 ℃，保持0.5 min，再以10 ℃/min升至280 ℃，外标法定量。

3 结果与讨论

3.1 色谱柱的选择

按照上述色谱条件，选用HP-5毛细管柱对7种有机磷农药进行分离，分离结果见图1。图1中色谱峰分别对应氧乐果、乐果、甲基对硫磷、杀螟硫磷、马拉硫磷、对硫磷、甲基异柳磷，结果表明7种有机磷农药均能够较好的分离，未见其余杂峰。

3.2 不同提取方式对结果的影响

以豆角作为目标提取物，本实验选择不含7种有机磷农药的豆角进行不同提取方法的评价。取豆角样品，粉碎后加入浓度为5 μg/mL含7种有机磷农药的混标样品，静置两小时后在相同的仪器条件下分别用NY/T761-2008标准[11]、超声波提取法和漩涡振荡提取法进行样品提取，后两个方法是在第一个方法的基础上进行，即用超声提取和旋涡震荡提取代替第一个方法中的震荡，每种方法重复5次。

图1 7种有机磷农药色谱图

由表1可以得出，采用超声波提取法7种有机磷农药的加标回收率在80.08%～100.02%，RSD<7.1%；采用漩涡振荡提取法7种有机磷农药的加标回收率在77.90%～105.15%，RSD<8.0%；而参考NY/T761-2008的方法，7种有机磷农药的加标回收率在72.80%～109.38%，RSD均<8.6%。对比三种不同样品前处理方法，超声提取法得到的有机磷农药回收效果最好，可能是因为用国标法直接提取和漩涡振荡提取法只能提取出来样品表层的有机磷农药，而不能将样品内部的农药充分提取出来，而超声波提取法可以充分破坏细胞组织结构[12]，使残留在胞体组织内部的农药被有效提取，从而改善了提取效率，因此本实验选用超声波提取法处理样品。

表1 不同提取方式的有机磷农药检测结果 %

3.3 超声时间对结果的影响

本实验分别选择了10 min、20 min、30 min作为超声提取时间，选择提取效果最佳的超声时间。由表2可以看出，超声10～30 min， 7种有机磷农药的加标回收率差异不大，超声20 min的加标回收率较超声10 min的回收结果差异不显著，而超声30 min的7种有机磷农药的回收效率较低，经分析可能是因为超声波提取时间过长会导致体系温度升高，提取液内有效成分发生改变，导致测定结果的不稳定。因此本实验选择超声10 min作为最优超声波处理法的提取条件。

表2 样品不同超声时间的有机磷农药检测结果 %

3.4 不同处理方式对结果的影响

本实验对豆角样品提取液进行不同的净化处理，分别是活性炭吸附后过滤、0.22 μm滤膜过滤、N-丙基乙二胺(PSA)吸附后过滤。经上机检测发现活性炭吸附后测定提取液的回收效果较差，这可能由于活性炭具有一定的吸附作用，在吸附色素类物质的同时也吸收了部分有机磷农药分子，从而导致经活性炭吸附后的净化液7种有机磷农药的回收率下降，农药含量降低，对上机结果的准确性影响较大(表3)。经PSA吸附过滤的有机磷农药含量与0.22 μm滤膜过滤的净化液测定结果没有明显差别。因为PSA的作用是去除极性有机酸、一些糖类和脂类，0.22 μm滤膜过滤掉的是大分子物质以及实验过程中产生的杂质成分，两者对于小分子物质没有明显影响。且经滤膜过滤后提取液的颜色会变得澄清，对色谱仪的损害减少，经上机检测后的结果较准确，测得的7种有机磷农药的含量更贴合加标量。因此本试验采用0.22 μm滤膜对提取液进行净化处理。

表3 不同处理方式的样品提取液有机磷农药检测结果 %

3.5 不同提取剂处理方法的比较

本实验采用了丙酮、石油醚和乙腈三种溶液提取豆角样品中的有机磷农药，由表4可以看出，用乙腈进行提取7种有机磷农药的回收率在85.03%～105.33%，丙酮提取回收率在78.34%～108.59%，用石油醚提取回收率在79.40%～114.50%，且对氧乐果检测结果为0，说明其不溶解于石油醚，经比较发现乙腈提取的有机磷农药回收效果最好。将丙酮和乙腈溶液相比，丙酮溶解有机磷农药的能力不如乙腈，极性较弱，且分子结构不稳定，在超声后应给予充分时间使其静置降温以防止有机组分的挥发。杨英桂等[13]以蔬菜为样品，气相色谱法进行多种有机磷农药残留的测定研究，也得出丙酮作为提取剂没有乙腈提取效率高的结论。乙腈分子极性强且溶解有机磷农药的能力较强，提取效果好，因此本实验选取乙腈溶液作为样品前处理的提取剂。

表4 不同提取剂条件下的有机磷农药回收结果 %

3.6 方法的相关系数、保留时间与线性范围

由表5可知，7种有机磷农药在测定时，其线性范围内相关系数R均>99.6%，符合农药残留限量检测要求。

表5 7种有机磷农药的相关系数、保留时间与线性范围

3.7 回收率试验和精密度试验

准确称取一定量的豆角样品，分别加入50 μL、100 μL、200 μL 7项混合农药标准储备液，静置2小时后按实验选定的超声波提取法(乙腈为提取液)进行提取，过0.22 μm滤膜进行净化，选用气相色谱仪进行上机检测，每个水平重复实验5次，计算测得的7种有机磷农药对应的平均回收率及相对标准偏差，结果如表6所示。

7种有机磷农药的加标回收率在86.3%～110.93%之间，RSD在3.1%～6.2%之间，能很好满足分析要求并符合相关标准，适合于蔬菜中有机磷类农药残留的检测。

表6 加标回收实验结果 %

4 结论

蔬菜中农药残留的测定方法众多，各种方法的改进主要围绕前处理方法进行，即提取剂的种类和用量、前处理方法的时间和效率等。本研究通过比较不同提取剂、提取方式和超声时间，探究不同前处理方式对食品中有机磷农药残留检测的影响，结论为乙腈做提取剂，采用超声波提取法，超声10 min处理蔬菜样品为最佳前处理方法。经GC-FPD检测，基质外标法定量，建立了同时测定豆角中氧乐果、乐果、甲基对硫磷、杀螟硫磷、马拉硫磷、对硫磷和甲基异柳磷7种有机磷农药残留的分析方法。方法准确、灵敏、快速、有效，回收率和重现性均符合农药残留的检测要求，对于利用气相色谱法检测蔬菜中的农残具有指导意义。