茶叶有机氯类农药残留的前处理方法优化
摘要:以丙醇-石油醚为萃取溶剂,采用超声波提取法,涡旋振荡法和索氏提取法测定了茶叶中的六六六、滴滴涕8种异构体有机氯农药残留,对样品粉碎粒度、浸泡时间、回流时间等因素进行了研究。3种前处理技术均有较好的回收率,样品粉碎粒度、浸泡时间等对提取效率的影响不明显,检测结果无明显差异。相比较涡旋振荡提取法是一种成本低、耗时短、操作简便的前处理技术。
关键词:提取;有机氯农残;前处理;茶叶
有机氯农药六六六、滴滴涕属神经毒物和实质脏器毒物,毒性大、稳定性强、不易降解,可长期存在于土壤、地下水、农作物、特别是一些生长周期较长的植物中,虽已禁用,但目前仍在环境介质和农作物中大量检出。对农产品安全构成潜在威胁。因此被((POPs
公约》列入首批禁止或限制使用的12
种最具风险的持久性有机污染物之一,同时也是美国环境保护局列入的129
种需要优先考虑的污染物。 样品前处理是农药残留检测的关键,主要包括提取和净化。近年来发展的样品前处理技术,如固相萃取、固相微萃取、超临界流体萃取、微波辅助萃取、加速溶剂萃取和凝胶渗透萃取等,具有萃取速度快、溶剂用量少、选择性高等优点,但需要专业的提取设备、成本高,难以在普通小型实验室推广,其应用范围受到限制。食品中农药残留检测常用的提取方法包括索氏提取法、振荡提取法和超声波提取法。索氏提取法为经典提取方法,提取效果好,适用于谷物及其制品、脱水蔬菜、茶叶、烟草等样品,常用于难提取样品中残留农药的提取,但提取时间长,每个样品需要6
~8 h
,常用此法作为其它提取方法的对照方法。目前SN 0145
—92
和SN 0140
—92
中规定脱水蔬菜和出口粮谷中六六六、滴滴涕残留检测的前处理方法均为索氏提取法。超声波提取法被广泛认为是一种有效的提取方法,超声波搅拌使固一液更密切接触,加速了分析物的溶解和扩散,提高了提取效率。振荡提取法也是常用的提取方法,GB
/T 5009
.19
—2008
和GB
/T 5009
.146
—2008
规定植物性食品中有机氯农药残留检测采用振荡提取法。本文采用以上3
种常用提取方法测定茶叶中的六六六、滴滴涕农药残留量,对其提取率和凹收率进行了比较研究。并对样品粉碎粒度、浸泡时间、回流时间等因素进行了比较研究。1
实验部分1.1
仪器、试剂与材料Agilent 6890N
型气相色谱仪(
美国安捷伦公司)
,配63 Ni
微型电子捕获检测器;氮吹浓缩仪(
天津仪器设备有限公司)
;电动涡旋振荡器(
天津仪器设备有限公司)
;小型粉碎机(
天津仪器设备有限公司)
;TDL-5
型离心机(
天津仪器设备有限公司)
;索氏提取器(
天津仪器设备有限公司)
;超声波清洗器(
天津仪器设备有限公司)
。农药标准储备液:α-六六六(
α-BHC)
、β一六六六(
β-BHC)
、γ-
六六六(
γ—BHC)
、δ-
六六六(
δ- BHC)
、 pp'-
滴滴伊(pp'-DDE)
、PP
/一滴滴滴(
即PP'-DDD)
、op
/一滴滴涕(op'-DDT)
、pp'
一滴滴涕(PP'-DDT)
的质量浓度均为100 mg
/L (
国家标准物质研究中心提供)
;丙酮(
重蒸馏)
,石油醚(
沸程60
~90
℃,重蒸馏后色谱无干扰峰)
,无水硫酸钠(
经650
℃高温灼烧)
。所有试剂均为分析纯,水为二次蒸馏水。 实验材料:茶叶;茶叶样品检出率较高;具有一定的代表性。1.2
色谱条件 DB
一1701
石英毛细管柱(30
m×0.25 mm
,0.25um)
;进样口温度:250
℃;检测器温度:300
℃;载气:高纯N
2;流速:1.0 mL
/min(
恒流方式)
;尾吹:50 mL
/min
;分流比:3
:1
;进样量1uL
;柱升温程序:初始温度100
℃,以15
℃/min
升至200
℃,再以4
℃/min
升至250
℃,保持10 min
;外标法定量。1.3
实验方法索氏提取法:准确称取粉碎的样品2.50 g(
用适量水润湿)
于滤纸筒内并放入脂肪提取器中,加80mL
丙酮一石油醚(2
:8
,体积比)
混合液,在水浴上回流4
~8 h(
回流速度:8
一12
次/h)
。弃去滤纸筒,提取液在脂肪提取器中浓缩至20
~25 mL
,转入分液漏斗中,以15 mL
石油醚分3
次洗涤提取瓶,洗液并入分液漏斗内,缓慢加入0.1
倍提取液体积的浓硫酸,摇匀后静置分层,弃去下层酸液。重复操作直至酸液呈无色或淡黄色。然后分两次每次用50 mL
硫酸钠溶液(20 g
/L)
洗涤有机层。净化液通过盛有5 g
无水硫酸钠的筒形漏斗脱水,最后用氮吹浓缩仪浓缩至5.0 mL
供色谱分析。超声波提取法:准确称取粉碎的样品1
.00 g
于25 mL
具塞试管中,加水至刻度约7.5mL
混匀,再加5
~6 mL
丙酮,混匀,超声提取30
~120 min
后,加2
~3 mL
石油醚,混匀,超声15min
,静置分层,如不能分层则将混合液离心5 min
。移出上清液,下层水溶液加石油醚2 mL
,混匀。重复上述操作2
次,合并上清液于10 mL
离心管中,经氮吹浓缩仪浓缩至2.0
~3.0 mL(
依上清液的浑浊程度而定)
,加入0.5 mL
浓硫酸,振荡l min
,以3 000 r
/min
离心5 min
,取上清液供色谱分析。 涡旋振荡提取法:准确称取粉碎的样品1.00 g
于25 rnL
具塞试管中,加水至刻度约7
.5 mL
混匀,再加5
~6 mL
丙酮,于涡旋振荡器上振荡2 min
,然后加2
~3 mL
石油醚,再于涡旋振荡器上振荡2min
,静置分层,如不能分层则将混合液离心。移出上清液,下层水溶液加石油醚2mL
,混匀。重复上述操作2
次,合并上清液于10 mL
离心管中,经吹氮浓缩仪浓缩至2.0
~3.0 mL(
依上清液的浑浊程度而定)
,加入0.5 mL
浓硫酸,振摇1 min
,以3 000 r
/min
离心5 min
,取上清液供色谱分析用。2
结果与讨论2.1
不同提取方法提取效率的比较分别采用超声波提取、涡旋振荡提取和索氏提取后,气相色谱法测定了茶叶中六六六、滴滴涕8
种异构体农药的残留量,比较发现,采用以上3
种前处理技术的检测结果无明显差别。并用以上3
种提取方法对茶叶中六六六、滴滴涕8
种异构体。在2
、 5
、10ug
/kg(
相当于六六六、滴滴涕各异构体总和为8
、20
、40ug
/kg) 3
个添加水平进行回收率实验,每个添加水平平行测定5
次,有机氯农药标准、茶叶和茶叶加标10 ug
/kg
的色谱图见图l~3。
结果表明,8
种六六六、滴滴涕异构体均有较好的回收率,涡旋振荡提取法、超声波提取、索氏提取法的回收率分别80
%-109
%、85
%-11l
%、83
%一1 14
%,相对标准偏差小于15
%, 均满足对六六六、滴滴涕等有机氯农残的检测要求,
六六六、滴滴涕各异构体的定量下限达2 ug
/kg
(见表1
)。但索氏提取消耗有机试剂多,
耗时长,
操作繁琐,
不能同时进行多个样品处理,
且其提取的分析物杂质较多,
在振荡提取和超声波提取的提取效率满足检测要求时,
一般不采用此法。涡旋振荡提取法与超声波提取法均有消耗试剂少、耗时短、操作简便、可同时进行多个样品处理的优点,但涡旋振荡提取法耗时更短,
一般可在20min
内完成前处理,
如需离子较难分层的样品在40min
内也能完成前处理,
可作为有机氯农残前处理方法加以推广。2.2
各因素对提取效率的影响一般认为样品的颗粒大小、浸泡时间及提取时间等因素均直接影响提取效率。本文将茶叶、分别粉碎过20
、40
目(
孔径分别为0.83
、0.38 mm)
筛处理,发现采用以上3
种提取方法的检测结果基本相同。分别称取茶叶、灵芝、菜干样品平行多份加入水和丙酮后,将其中的部分样品分别立即进行涡旋振荡提取和超声波提取,其余样品则放置4 h
和15 h
后再进行提取,发现检测结果无明显差别,故茶叶前处理无需浸泡即可完全提取。将茶叶样品分别提取4
、6
、8 h
,发现检测结果无明显差别,但提取时间越长,分析物中的杂质含量越多,4 h
时即可提取完全。以上样品在各实验条件下重复测定3
次,RSD
为1.0
%-9.6
%,完全满足日常检测要求。2.3
方法的线性范围与灵敏度 将标准储备液以石油醚稀释,
配制成适当浓度的农药混合液,
按1.2
色谱条件进行测定,
以峰面积Y
对相应的标准质量浓度X
(mg/L
)作线性回归,
相应的回归方程和相关系数见表2。检出限为被测组分的分析信号被确证所需的该组分的最小浓度。本文检出限为LOD=3Sb/Sx,其中Sx为分析校准曲线斜率, Sb为背景噪间的标准偏差。 表2
六六六、滴滴涕的线性方程、相关系数、线性范围与检测限2.4
讨论 本实验室自开展六六六、滴滴涕等有机氯农药的检测项目以来,发现其在茶叶中的检出率较高,特别是滴滴涕检出率超过50
%,且常有超标样品被检出。而现行国家标准、行业标准中该项目的检测方法试剂用量多,操作繁琐,费时,污染严重,成本高。近年来小型涡旋振荡器和超声波辅助提取技术的广泛使用,使样品取样量和溶剂用量大大减少成为可能。本文采用索氏提取法、超声波提取法和涡旋振荡提取法3
种常用提取法检测了茶叶样品中六六六、滴滴涕等8
种异构体的残留量,比较了3
种提取方法 的提取效果和回收率,结果无明显差别。实验发现浸泡时间对检测结果无明显影响。样品粉碎到一定程度后,其颗粒大小对检测结果无影响。但一般情况下样品不用过筛,用市售粉碎机将样品尽量粉碎即可,因为样品颗粒越小,有机相和水相分层越难,需离心,且提取的杂质多,不易净化,影响检测结果的准确性。涡旋振荡提取法的提取率和回收率均满足检测要求,且溶剂用量少、耗时短、污染小、成本低,可以将其推广应用于茶叶有机氯农药残留的快速检测。参考文献: [1]
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