气相色谱法检测辣椒中有机磷农药的基质效应

周雨佳，张菊华，李 涛，赖灯妮，李志坚，尚雪波

（1. 湖南省农业科学院农产品加工研究所，湖南 长沙 410125；2. 湖南省食品测试分析中心，湖南 长沙 410125）

辣椒是我国主要的蔬菜品种，也是我国重要的调味佳品之一。辣椒营养丰富，其果实中含有辣椒素、辣椒碱、辣椒色素、有机酸、蛋白质、糖、矿物质、维生素等多种成分[1,2]。这些功能性成分很大程度上提高了辣椒的营养价值和保健功效。辣椒生产过程中使用农药能有效防控病虫害、提质增效、增产增收[3]，然而，近年来其质量安全问题备受百姓的关注，农药残留率保持较高水平，超标事件也是屡见不鲜[4,5]。辣椒中农药残留的监测对科学、合理、安全的使用农药，对提高辣椒的质量安全水平，对辣椒产业发展及消费安全具有重要意义[6]。

农药残留检测是基于《GB 2763—2021 食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》[7]中规定的农药最大残留限量，农产品中农药残留与农药毒性、食用特性等有关，且在农产品中会产生累积效应，直接影响农产品质量安全，损害人体健康。辣椒中含有2 000 多种天然化合物，增加了辣椒中农药残留检测的难度。对于农产品中农药残留的检测，样品前处理是及其重要的一部分，而基质干扰是样品前处理过程的最大障碍。基质效应是指除被分析物外的所有组分对被分析物的综合影响,在色谱分析过程中，这种效应影响分析结果的准确性和精密度[8-11]。

在农药残留分析过程中，由于样品种类丰富，同一种农药会产生不同的基质效应，进而影响检测结果的准确性。基质效应产生的机理目前尚不清楚，且基质效应对有机磷农药残留的检测影响较大。目前，最常用的减弱基质效应的方法是基质配标法，陈敏等[12]采用气相色谱-串联质谱法，基质匹配标准曲线外标法定量测定了干辣椒中50 种农药残留量。

试验采用空白基质配制标准溶液法探讨小米椒农药残留检测过程中基质效应对15 种有机磷农药检测结果的影响，以期为辣椒中农药残留检测的准确定量与分析提供科学依据，避免检测结果的误判。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试材料：鲜、干小米椒，购于当地农贸市场；供试标准溶液为15 种有机磷农药（农业部环境质量监督检验测试中心），敌敌畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、甲拌磷、氧乐果、二嗪磷、乐果、毒死蜱、甲基对硫磷、马拉硫磷、对硫磷、甲基异柳磷、水胺硫磷、丙溴磷、三唑磷，浓度均为1 000 mg/L；乙腈[色谱级，霍尼韦尔贸易（上海）有限公司]；丙酮[色谱级，德国默克公司]；氯化钠[国药集团化学试剂有限公司]。

实验仪器：气相色谱仪（7890B-FPD，美国安捷伦公司）；电子天平[AL204，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]；漩涡振荡器（MX-S，DLAB-无锡德凡仪器有限公司）；超声波清洗机（KQ-500DTV，500W，宁波新芝生物科技股份有限公司）；高速台式离心机（TG16-WS，湖南迈克尔实验仪器有限公司）；氮吹仪（N-EVAP-112，美国Organomation Associates公司）。

1.2 方 法

1.2.1 气相色谱条件色谱柱：DB-1701（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；柱温：150 ℃保留0 min，4 ℃/min升至220 ℃，保留0 min，4 ℃/min 升至270 ℃，保留2 min；汽化室温度：220 ℃；检测器温度：250 ℃；N2流量：2.00 mL/min，无分流进样。

1.2.2 标准溶液的制备精密移取各标准品0.100 mL，用丙酮准确定容至10 mL，配制成浓度为10.00 mg/L 的标准储备液，4 ℃冷藏避光保存，备用；临用时使用丙酮或者基质溶液稀释成混合标准使用液。

1.2.3 样品基质制备准确称取10 g 样品于50 mL 带盖离心管中，加入20 mL 乙腈，8 000 r/min 条件下均质1 min，置于450 W、25 ℃水浴超声提取30 min，加入氯化钠2 g，涡旋1 min，5 000 r/min 离心5 min，精密移取10 mL 上清液于15 mL 离心管中，于40 ℃水浴中氮吹至近干，以5.00 mL 丙酮涡旋溶解，过0.22 μm 有机滤膜，待气相色谱仪测定。

1.2.4 试验设计用丙酮溶液配制的标准溶液，称为试剂标液A，用空白基质溶液，即不含目标物质的试样溶液作为基质配制标准溶液，称为基质标液B。分别配制0.02、0.05、0.10、0.20 mg/L 4 个浓度水平的基质标准溶液。

基质效应（Matrix Effect，ME）以基质标液B 与试剂标液A 峰面积的相对比值来，计算见公式（1）。

基质效应评价：ME 大于100%称为基质增强效应，小于100%称为基质抑制效应，ME 在80%～120%称为弱基质效应，受基质效应影响不显著；在70%～80%和120%～130%之间称为较强基质效应，受基质效应影响较显著；在以上范围之外称为强基质效应，受基质效应影响强显著。

2 结果与分析

2.1 15 种有机磷农药在三种基质中的气相色谱图

在同一响应范围内比较丙酮基质和鲜、干小米椒基质中0.10 mg/L 浓度下15种有机磷农药气相色谱图，由图1 可知，甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧乐果、水胺硫磷在鲜、干小米椒基质中的响应明显增强，其余农药在小米椒中的基质效应还需要进一步研究比较。

图1 不同基质中0.10 mg/L 浓度下15 种有机磷农药气相色谱图

2.2 不同有机磷农药在辣椒基质中的基质效应

通过分析4 种浓度水平下15 种有机磷农药在鲜、干小米椒基质中的基质效应（ME），统计得出小米椒基质对15 种有机磷农药基质效应的影响。

15 种有机磷农药在辣椒基质中都呈现不同程度的基质效应，大部分表现为基质增强效应。基质效应的对其影响结果见表1，其中敌敌畏、甲拌磷、二嗪磷、毒死蜱、甲基对硫磷、对硫磷、甲基异柳磷表现为弱基质效应，受基质效应影响不显著；乐果、马拉硫磷、三唑磷表现为较强基质效应，受基质效应影响较显著；甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧乐果、水胺硫磷、丙溴磷表现为强基质效应，受基质效应影响显著增强。其中，乙酰甲胺磷农药的基质增强效应最为显著，ME最高达到624.4%，氧乐果次之，ME 最高达310.1%。另外13 种有机磷农药在小米辣基质中的ME 范围在89.5%～227.9%。

2.3 鲜、干小米椒基质对有机磷农药基质效应的影响

分别选取3 份鲜、干辣椒试样进行基质效应影响研究，结合表1 和图2、图3 可以看出，0.10 mg/L 浓度下的15 种有机磷农药在鲜、干小米椒基质中的基质效应无显著差别，说明小米椒基质中的含水量对农药残留检测试验中的基质效应无显著影响，鲜、干小米椒可直接选用其中一种，基质配标后，进行处理、检测。这与李扬[13]研究不同辣椒品种及不同产地辣椒中有机磷农药的基质效应影响结果相同。

图3 干小米椒基质对0.10 mg/L 有机磷农药基质效应的影响

表1 鲜、干辣椒基质中15 种有机磷农药在不同浓度水平下的ME （%）

图2 鲜小米椒基质对0.10 mg/L 有机磷农药基质效应的影响

2.4 不同浓度基质标准溶液对鲜小米椒基质中有机磷农药基质效应的影响

由图4 可知，在4 种浓度水平下，鲜小米椒基质中大部分有机磷农药随着浓度的增加，基质效应无明显变化。其中，乙酰甲胺磷与氧乐果在浓度0.02～0.10 mg/L 之间，随着浓度的增加，基质效应呈升高趋势，而浓度增加到0.20 mg/L 时，基质效应呈下降趋势，表明敌敌畏等多种有机磷农药随着浓度的变化受基质效应影响较小，而乙酰甲胺磷和氧乐果随着浓度增加时，受辣椒基质效应影响呈现先增强后减弱的趋势。

图4 不同浓度下鲜小米椒基质对15 种有机磷农药基质效应的影响

2.5 有机磷农药浓度与基质效应的相关性分析

选择一组空白小米椒基质样品，以基质溶液配制标准溶液绘制的标准曲线校正，得到有机磷农药浓度与基质效应的线性关系。从有机磷农药浓度与辣椒基质效应相关性分析（表2）可以得到15 种有机磷农药的浓度与小米椒样品产生的基质效应之间的相关性。氧乐果、敌敌畏、乙酰甲胺磷在农残分析过程中其浓度与基质效应的相关性相对较高。而在农药残留分析过程中，基质效应与农药浓度之间相关性越低，做添加回收试验时，回收率则越稳定，结果与真实值之间的偏离程度则越小，结果越准确。

表2 有机磷农药浓度与辣椒基质效应相关性分析

3 讨论与结论

倪佳[14]运用气相色谱法对27 种农产品样品中的农药残留成分的基质效应进行了有效测定，结果表明几乎各样品中残留农药都含有基质效应。范雯谡等[15]测定了9 种可产生基质效应水果中的7 种有机磷农药，结果得到不同农药在同一基质上产生的基质效应不同，其原因主要是：有机磷农药中P=O 基团使农药易被吸附；前处理净化不完全，试样基质含量高；有机磷农药较其他农药更加不稳定。

研究了鲜、干辣椒基质对15 种有机磷农药在不同浓度水平下基质效应的影响。不同农药在同一浓度下同一基质中产生的基质效应存在显著差异，其中，敌敌畏、甲拌磷、二嗪磷、毒死蜱、甲基对硫磷、对硫磷、甲基异柳磷7 种有机磷农药在小米椒基质中表现为弱基质效应，受基质效应影响不显著；乐果、马拉硫磷、三唑磷3 种有机磷农药受基质效应影响显著；甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧乐果、水胺硫磷、丙溴磷5种有机磷农药受基质效应强显著，其中乙酰甲胺磷的基质增强效应最为显著，这可能与各类农药的分子结构与极性有关。乙酰甲胺磷在小米椒中的基质效应受浓度水平影响显著，在低浓度水平下，其基质效应随农药浓度的增加而增强，随着浓度的升高，基质效应呈现减弱的趋势。在相关性分析中，毒死蜱等多种有机磷农药在不同浓度水平下并未呈现出与基质效应影响的关联性，随着浓度的变化，其基质效应并无明显变化；氧乐果、敌敌畏、乙酰甲胺磷在农残分析过程中其浓度与基质效应的相关性相对较高，在检测过程中，结果与真实值之间的偏离程度则越大，因此在分析结果时，应进行结果修正。

研究表明，基质效应是影响农药残留检测结果的重要因素之一，会影响分析方法的灵敏度、准确度和精密度。针对农产品农药残留检测过程中产生的基质效应之间的差异，需要检测人员在进行样品前处理过程中加以重视，对于受基质效应影响显著的农药，一般建议采用基质配标法，来对待测样品进行定量检测，以确保检测结果的准确性；对前处理过程中的试样进行多次净化，以降低样品中杂质组分产生的基质效应[16-17]。而对于基质效应产生机理的研究目前还很少，需要研究人员进行更深入地探讨。