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食用菌菌渣中9种农药多残留检测研究

2022-02-15谢正林吴梦雅许俊齐赵婉宁代升飞

天津农业科学 2022年1期
关键词:气相色谱法

谢正林 吴梦雅 许俊齐 赵婉宁 代升飞

摘    要:為在食用菌菌渣资源可循环利用过程中有效检测及监测菌渣中的农药残留,本研究采用单因素试验,优化了食用菌菌渣前处理的超声时间、静置时间及氮吹时间,建立了菌渣中乙烯菌核利、三唑酮、腐霉利、异菌脲、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氨氰菊酯9种农药多残留量测定方法。结果表明,单因素试验确定前处理最佳提取条件为超声10 min、静置20 min、氮吹29 min,此方法确定乙烯菌核利、三唑酮、腐霉利、异菌脲、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氨氰菊酯9种农药组分检出限分别为 0.140,0.069,0.048,0.417,0.085,0.732,0.133,0.055,0.349 μg·kg-1;经低、中、高多次方法验证样品中9种农药的平均加标回收率范围控制在76.5%~112.2%,相对标准偏差范围是1.60%~11.9%,符合检测要求,具备检测菌渣未知样能力;在对菌渣9种农药残留进行检测,其中未检出4种,检出5种,且该5种检出农药残留的含量均小于限定值。综上,该方法具有前处理简便、操作可控性高、仪器设备需求小、灵敏度高、检测准确且安全等特点,可用于食用菌菌渣农药多残留检测。

关键词:气相色谱法;食用菌菌渣;农药多残留

中图分类号:X712         文献标识码:A          DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2022.01.013

Study on Multiple Residue Detection of Nine Pesticides in Edible Fungus Slag

XIE Zhenglin1,2, WU Mengya1, XU Junqi1, ZHAO Wanning1, DAI Shengfei1,2

(1. Jiangsu Agricultural and Forestry Vocational and Technical College, Jurong, Jiangsu 212400, China; 2. Jiangsu Agricultural and Forestry Testing Center, Jurong, Jiangsu 212400, China)

Abstract: In order to effectively detect and monitor pesticide residues in the recycling of edible fungus residue resources, the experiment was conducted with single factor test,  the ultrasonic time, resting time and nitrogen blowing time were optimized, and the method for determination of 9 pesticide residues in edible fungus slag including vinclozolin, triazolone, procymidone, iprodione, fenpropathrin, lambda-cyhalothrin, cyfluthrin, flucythrinate, fluvalinate were established. The results showed that the optimal extraction conditions determined before the univariate test were ultrasound for 10 min, resting for 20 min, and nitrogen blowing for 29 min. The above method determined the detection limit of nine pesticide components including vinclozolin, triazolone, procymidone, iprodione, fenpropathrin, lambda-cyhalothrin, cyfluthrin, flucythrinate, fluvalinate were   0.140, 0.069, 0.048, 0.417, 0.085, 0.732, 0.133, 0.055, 0.349 μg·kg-1, respectively. The average standard recovery range of 9 pesticides in the samples verified by low, medium and high multiple methods was 76.5%-112.2%, the relative standard deviation was 1.60%-11.9%, which could meet with the testing requirements, indicating that the method could be used for the  detect unknown samples of bacterial slag. In edible fungus slag five pesticide residues were detected but the otherfour species were not detected, and all the content of the detected pesticide residues were less than the limited value. Comprehensively, the method has the characteristics of simple preprocessing, high operation control, small equipment demand, high sensitivity, accurate detection, and safety, which could be used for the detection of pesticide residues in edible fungus residue.

Key words: gas chromatography; edible bacteria residue; pesticide residue

近年来,随着食用菌产业规模不断扩大,产量日益提升,在消耗大量栽培原料的同时,菌渣产量也不断增加。面对大量菌渣的产生,为避免环境污染,提高生态效益,推动绿色生态农业可持续发展,菌渣高效循环利用产业化也初见雏形[1]。

食用菌菌渣作为优质资源在农作物种植、园艺作物栽培基质、养殖饲料等产业上发挥着不小作用[2-3]。菌渣主要是棉子壳、玉米芯、木屑等一些作物秸秆,在经过菌丝降解后,农药残留一部分会转移到食用菌中,大部分还会残留在菌渣中。目前,面对食品安全,人们大部分注意力放在食用菌农残的检测上,而对于食用菌菌渣安全利用,关注度不够。因而,建立一种安全有效的菌渣农残检测,分析菌渣中农药残留成分,防控菌渣中农药残留进一步转移,对菌渣资源化安全循环利用有重要意义。为此,本研究基于气相色谱法检测农药残留的基础上,探讨菌渣中9种农药多残留:乙烯菌核利、三唑酮、腐霉利、异菌脲、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氨氰菊酯的检测方法,以期为菌渣资源化利用过程中安全使用奠定研究基础。

1 材料和方法

1.1 仪器设备

气相色谱仪(Agilent 7890A,配ECD检测器);台式高速冷冻离心机:sigma G-26C  最大转速,26 000转·min-1(赛多利斯);电子天平:ME204E/02(梅特勒上海有限公司);漩涡混合器:Mixplus (艾本森);超声波仪:SB25-12DTD (宁波新芝) ;旋转蒸发仪:RE-52AA(上海亚荣公司);全自动平行浓缩仪:AutoEVA-60(厦门睿科公司);分散机:IKAT10 (德国IKA公司);磨粉机:SS-1022(圣顺机械);离心管、移液器以及其它实验室常用仪器设备等。

1.2 试剂、耗材

乙腈、丙酮、正己烷:HPLC级 德国默克公司;固相萃取柱:弗罗里矽柱(Florisil),容积6 mL,填充物1 000 mg;滤膜:0.2  μm,有机溶剂膜,铝箔;菌渣:秀珍菇菌渣,由江苏农林食用菌教学工场提供;农药标准品采购于天津阿尔塔科技有限公司,浓度均为1 000 mg·mL-1。

1.3 仪器条件

色谱柱:Agilent色谱柱HP-5MS(30 m×0.250 mm×0.25 mm -60~325 ℃);柱流量:1.0 mL·min-1;进样量:1 μL;进样口温度:250 ℃;载气:高纯氮气纯度≥99.99%;进样方式:不分流进样;升温程序:150 ℃保持0.5 min,10 ℃·min-1升至260 ℃保持5 min,25 ℃·min-1升至300 ℃,保持12 min。

1.4 样品前处理

1.4.1 试样的制备与保存 取新鲜菌渣,高速匀浆,放入离心管中,于-20~-18 ℃条件下保存,备用。

1.4.2 试样前处理 参考NY/T 761-2008标准[4]:准确称取25.0 g菌渣置离心管中,移取50.0 mL乙腈,高速振荡2 min后,超声提取,滤液收集到装有7 g NaCl的具塞量筒中,收集濾液40~50 mL,盖上塞子,剧烈震荡1 min,在室温下静置,使乙腈相和水相分层。

浓缩:吸取10.00 mL上清液置于试管中,将试管插入全自动平行浓缩仪,50 ℃氮吹至近干,用2.0 mL正己烷复溶,密封,待净化。

净化:将萃取柱依次用5.0 mL丙酮+正己烷(1∶9,V/V)、5.0 mL正己烷润洗活化,随后立即倒入待净化液,收集过滤液,用5.0 mL丙酮+正己烷(1∶9,V/V)冲洗萃取柱,并重复1次。收集的过滤液置于全自动平行浓缩仪上,50 ℃氮吹至4 mL,用正己烷定容至5.0 mL,混匀,移入仪器进样品瓶中,待测。

1.5 菌渣中9种农药多残留提取条件优化

在前期检测试验基础上,分别设定超声时间、静置时间、氮吹时间范围对农残回收率和精密度的具体影响,具体水平详见表1,以回收率和精密度为评价指标,在其它条件相同的情况下,重复3次前处理提取回收,每次做3个平行。

1.6 标准曲线及线性范围

1.6.1 标准储备溶液 准确移取乙烯菌核利、三唑酮、腐霉利、异菌脲、甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氨氰菊酯标准品,用正己烷溶解配制成40 mg·L-1的标准储备溶液,于0~4 ℃保存。

1.6.2 标准工作溶液 外标法:分别将9种农药储备液配制成0.001,0.002,0.005,0.01,0.02,0.05,0.1 mg·L-1的标准工作液,进样分析,以标准溶液中各化合物的峰面积为纵坐标,以标准溶液中各化合物的浓度为横坐标,绘制标准曲线。

1.7 检出限和定量限

1.7.1 检出限 9种农药组分添加浓度为0.001 mg·kg-1的样品的信噪比,根据式(1)可计算得检出限。

检出限=3×添加浓度/信噪比(1)

1.7.2 定量限 9种农药组分添加浓度为0.001 mg·kg-1的样品的信噪比,根据式(2)可计算得定量限。

定量限=10×添加浓度/信噪比(2)

1.8 方法能力验证试验

取不含本底的菌渣样品共18份,按照优化提取方法进行高中低3浓度添加回收试验,测定出9种农药组分的含量,以峰面积分别计算9种农药组分在不同添加水平的回收率,分别计算9种农药组分平均添加回收率及相对标准偏差。

2 结果与分析

2.1 超声时间对回收率和精密度影响

超声波高频振动可以使菌渣基质中的农药和提取液充分接触,利于提高回收率。由表2可知,各试验在超声10 min后,回收率基本变化小,且与其他组相比,差异不显著,考虑到试验成本和效率,选择超声时间控制在10 min最佳。

2.2 静置时间对回收率和精密度影响

由表3可知,随着静置时间推移,9种农药组分回收率也逐渐增加,但超过10 min后,回收率增加并不明显。当静置15 min时,虽然回收率达到最高96.2%,但是精密度为4.34%~16.7%,,提取率虽达到检测要求,但精密度超过了10%,故不选择为最佳静置时间。当静置20 min后,提取率在77.2%~94.4%,精密度在控制在10%以下,达到检测要求,综合以上,选择静置时间控制在20 min时最佳。

2.3 氮吹时间对回收率和精密度影响

氮吹浓缩时间对农药回收率有至关重要,由表4可知,随着时间推移,回收率逐渐提高,当氮吹到29 min时,回收率达到最高94.4%,精密度在3.45%~7.42%之间,符合既定的检测要求,随着氮吹浓缩时间进一步延长,回收率随之减低,故认为氮吹时间控制在29 min时最佳。

2.4 标准曲线及线性范围

在优化后的試验条件下,根据峰面积对9种农药的相应浓度制作标准曲线,测定其线性回归方程、相关系数及线性范围,详见表5,其相关系数均>0.99,标准曲线拟合良好。

2.5 检出限和定量限

由表6可知,菌渣9种农药的检出限和定量限均达到标准检测要求,且均低于标准检出限,可满足实际样品的测定。由表7可知,在截取0.5~0.6 min范围内,9种农药组分的信噪比均大于3,达到仪器可检出要求。

2.6 方法能力验证

取不含本底的菌渣样品共18份,进行3档浓度添加回收试验,每个浓度6个平行。按优化好的试验方法先分别测定出的9种农药含量,以峰面积计算9种农药在不同添加水平的回收率,计算9种农药组分平均添加回收率及相对标准偏差(表8),样品中各组分的平均加标回收率范围控制在76.5%~112.2%,相对标准偏差范围是1.60%~11.9%,符合检测标准要求[5]。

2.7 方法应用

2.7.1 空白样品农药残留测定 空白样品谱图见图1,图中可知空白中未出现9种待测农药。由图2可知,9种农药色谱图如下,各农药峰形较好,响应值较高。因此,可利用优化好的前处理方法对样品进行农药提取,并进行检测。

2.7.2 菌渣样品农药残留量测定 按照优化好提取的方法,对菌渣样品进行农药残留提取及测定。用于定量的标样浓度为0.01 mg·L-1,质控回收样添加浓度为0.05 mg·kg-1,加标样品平行2次,待测菌渣样品平行2次。采用2.3所述中的仪器条件进行检测,结果见表8。由表8可知,空白样均未检出目标农药,9种农药加标样平均回收率为94.0%~104.2%,RSD值为0.206%~8.71%,说明检测方法与检测能力均可达到检测要求。菌渣样品中乙烯菌核利、三唑酮、甲氰菊酯、氟氨氰菊酯4种农药未检出,但腐霉利、异菌脲、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯5种农药有检出,平均含量分别为:3.535,0.278,0.428,0.129,0.134 mg·kg-1。

3 结论与讨论

本研究建立了测定菌渣中9农药多残留量的方法,反复试验确定前处理最佳提取条件为,超声时间10 min、静置时间20 min、氮吹时间29 min。

通过前处理和仪器检测方法确定9种农药组分检出限分别为:乙烯菌核利0.140 μg·kg-1、三唑酮0.069 μg·kg-1、腐霉利0.048 μg·kg-1、异菌脲0.417 μg·kg-1、甲氰菊酯0.085 μg·kg-1、高效氯氟氰菊酯0.732 μg·kg-1、氟氯氰菊酯0.133 μg·kg-1、氟氰戊菊酯0.055 μg·kg-1、氟氨氰菊酯0.349 μg·kg-1;经过低、中、高多次方法验证试验表明,样品中9种农药的平均加标回收率范围控制为76.5%~112.2%,相对标准偏差范围为1.60%~11.9%,均符合检测要求,具备检测菌渣未知样能力。对未知菌渣样的检测结果表明:菌渣9种农药残留未检出4种,检出5种,且5种检出农药残留的含量均小于限定值,表明菌渣的安全利用较为乐观。

本研究建立了菌渣中农药多残留量检测方法,且该方法具有前处理简便、操作可控性高、仪器设备需求小、灵敏度高、检测准确,且安全等特点,对于食用菌产业中菌渣高效循环利用具有重要意义。

参考文献:

[1] 黄武强, 周红. 提高环境效益的食用菌菌渣循环再利用方式[J]. 中国食用菌, 2019, 38(1): 104-106.

[2] 葛桂民, 李建欣, 卢钦灿, 等. 四种食用菌菌渣发酵后的理化性质及其栽培黄瓜的效果比较[J]. 北方园艺, 2020(14): 56-59.

[3]朱波, 钟蕾, 赵青海, 等. 金针菇菌渣对草鱼生长性能、肠道组织结构及血清生化、免疫和抗氧化指标的影响[J]. 动物营养学报, 2020, 32(6): 2921-2929.

[4] 中华人民共和国农业部. 蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定: NY/T 761-2008[S]. 北京: 中国农业出版社, 2008.

[5] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会. 实验室质量控制范围 食品理化检测: GB/T 27404-2008[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008.

收稿日期:2021-09-04

基金项目:江苏农林职业技术学院科技项目(2021kj77),江苏农林职业技术学院大学生创新创业训练项目(202113103021y)

作者简介:谢正林(1982—),男,江苏句容人,实验师,硕士,主要从事农产品质量安全检测与食用菌技术推广方面研究。

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