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多壁碳纳米管-气相色谱检测猪、牛、羊肉中11种有机磷农药残留

2019-03-19

食品研究与开发 2019年6期
关键词:匀浆有机磷平均值

(郑州工程技术学院,河南郑州450044)

农药残留是农药使用以后,一定时期内没有被分解而残留于生物体、收货物、土壤、水体、大气中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称[1-2]。目前,我国用于防治植物病虫害的有机磷农药是当前使用最广泛的三类农药之一,大多起到杀虫作用,常见的有敌敌畏、乐果、敌百虫等[3-6]。近年来,虽然出现了一些低毒的、生物农药产品,但因有机磷农药价格低廉、效果好、药效强,而被普遍使用。有机磷农药对人体的毒性极强,会致使头晕、恶心等症状,严重时可肺水肿、脑水肿、呼吸麻痹,甚至死亡[7]。有研究表明,果蔬市场的农药超标率为30%,其中有机磷农药超标尤其严重,乐果、甲胺磷、对硫磷是果蔬农药残留超标的主要品种,也是农残检测的主要种类[8]。

目前,检测有机磷农药残留的方法[1-10]有红外光谱法、原子吸收分光光度法、紫外分光光度法、气相色谱法、气质联用色谱法、高效液相色谱法、超临界流体色谱法和快速检测法(酶抑制技术法、免疫分析法、生物传感器技术法)等,其中气相色谱法检测农药可以做到多个样本的分离,而且具有高选择性、高分离效能、高灵敏度、快速、回收率较高的特点,所以本文选用气相色谱法检测有机磷农药残留。目前,对果蔬中的农药残留检测研究的很多,但对肉类及肉制品的农药残留检测甚少。肉类作为初始食品的原材料,随着人们对食品安全的要求的提高,对肉类的检测既要做到定性,又要满足定量检测,此方法能够及时、快速、准确的测定肉类及肉类产品中农药有机磷的残留量,对监控农药的合理使用、防止农药残留量超标的肉类上市销售以及保障人民群众身体健康有着重要的意义。

1 仪器与试剂

1.1 仪器

GC-2010岛津气相色谱仪(火焰光度检测器):日本岛津公司;FA2004N电子天平:上海菁海仪器有限公司;S2-A808绞肉机:九阳股份有限公司;FSH-2匀浆机:江苏省金坛市友联仪器研究所;RE-2000A旋转蒸发仪:上海亚荣仪器公司;BCD-258WDPM海尔冰箱:海尔集团公司;MWCNT多壁碳纳米管:中国科学院成都有机化学有限公司。

1.2 试剂

敌敌畏、乙酰甲胺磷、氧化乐果、治螟磷、乐果、马拉硫磷、毒死蜱、水胺硫磷、杀扑磷、三唑磷、亚胺硫磷农药标准品(含量>99.9%):天津环境监测站;乙腈,丙酮,正己烷:国药集团化学试剂有限公司。

2 方法

2.1 样品及其制备

猪肉、牛肉、羊肉各5份,购买于农产品批发市场。将肉去筋膜,切成小块,经组织捣碎机捣碎,分别放入冰箱冷藏。

2.2 标准溶液的配制

2.2.1 单体有机磷农药标准储备液

准确称取各有机磷农药标准品0.010 0 g于小烧杯中,用丙酮溶解,然后转移到25 mL容量瓶中,用丙酮定容,浓度为400 μg/mL,在-18℃下保存。使用时,分别用丙酮将标准储备液稀释至需要的浓度。

2.2.2 混合有机磷农药标准使用液

按照农药在仪器上的响应值,准确逐一吸取一定体积的单个农药储备液分别注入同一容量瓶中,用丙酮稀释至刻度。

2.3 提取

试验比较了匀浆提取法、超声提取法以及微波提取法[10]。

2.3.1 匀浆提取法

将样品15.0 g放入200 mL锥形瓶中,加入30 mL二氯甲烷,在匀浆机中匀浆提取5 min。匀浆好的样品过滤到预先5 g氯化钠的100 mL具塞量筒内,过滤后,盖上盖子,充分振摇5min,静置分层后,用移液管移取上层乙腈相10 mL,置于试管中,待净化。

2.3.2 超声提取法

取样品15 g于超声提取器中,加入30 mL二氯甲烷,选择 5、10、20、30 min 作为超声提取时间,确定超声最佳提取时间。不同超声时间回收率如表1所示。

表1 不同超声时间的回收率Table 1 Recovery rate for different ultrasonic time

在同样条件下,超声5 min比超声10 min的回收率要低,因为样品内部的农药还未完全提取出,而提出时间过长会使液体温度升高,从而导致有些成分发生变化,回收率反而会随着时间的延长下降。超声10 min的提取效率最高,所以最终选择超声提取10 min。

2.3.3 微波提取法

微波提取的本质是微波对提取溶剂和样品的热作用。微波加热的原理与常规加热不同,它能够穿透整个体系而均匀加热,快速升温,加快提取速率。本试验采用500 g/L的水-乙醇为提取溶剂,对提取时间、提取功率做了对比,当提取功率为210 W、提取时间为90 s时回收率最高,所以确定了最终的微波提取条件功率为210 W提取时间为90 s。

2.4 净化

将石墨炭黑-氨基固相萃取小柱多壁碳纳米管相连,然后置于150 mL平底烧瓶上,用6 mL丙酮-正己烷(体积比5∶5)淋洗柱子,弃掉淋洗液。上样,待萃取完的样品溶液下降到多壁碳纳米管底部时,用6 mL丙酮-正己烷(体积比5∶5)洗脱,待洗脱液下降到多壁碳纳米管底部圆盘时,用洗耳球吹出存留在填料中的残液。

2.5 气相色谱条件

气化室温度(T):200℃;进样模式(M):不分流;进样时间(S):1.00 min;载气:N2;压力(P):75.0 kPa;总流量(O):25.0 mL/min;色谱柱流量(C):2.00 mL/min;吹扫流量(U):3.0 mL/min;分流比(I):10.0;检测器温度(T):270.0 ℃;氢气流量(H):80.0 mL/min;空气流量(A):120.0 mL/min。

3 结果与分析

将所有制备好的样品按照上述气相色谱条件,由自动进样器吸取1.0 μL标准混合液和净化后的样品溶液注入色谱仪中,所得色谱图,然后以双柱保留时间定性、以获得的样品溶液峰面积与标准品溶液峰面积比较定量。

3.1 提取方法的选择

比较了匀浆提取法、超声提取法以及微波提取法,结果见表2。

表2 不同提取方法的回收率Table 2 Recovery rates by different extraction methods

由表2可知,微波提取法的回收率最高为89.7%,所以本试验采用微波提取法。

3.2 标准曲线

分别将各农药标准品的标准溶液按照试验要求配置一系列的标准溶液,浓度分别为0.02、0.05、0.10、0.15、0.20 mg/L,按照试验条件进行测定,然后以相应的峰面积为纵坐标,以农药的质量浓度为横坐标绘制标准曲线,结果在浓度0.02 mg/L~0.20 mg/L范围内,各农药的质量浓度和峰面积均呈线性关系,线性回归方程、相关系数及以3倍信噪比计算得各农药的检出限,见表3,各标准品的气相色谱图见图1。

表3 线性回归方程及相关系数以及保留时间Table 3 Linear regression equation and correlation coefficient and retention time

图1 农药标准品气相色谱图Fig.1 Pesticide standard gas chromatography

3.3 精密度

取1号猪肉样品制备好的样液连续进样5次,分析结果计算精密度RSD均小于为2.3%,表明本方法精密度良好。

3.4 稳定性

将 1 号猪肉样品的制备液分别于 0、5、7、12、15、24 h测定,结果RSD均小于5%,表明样品在24 h内稳定。

3.5 回收率

取1号猪肉、1号牛肉、1号羊肉样品各9份,将一定体积的低、中、高3个浓度的敌敌畏、乐果、毒死蜱标准使用溶液(浓度分别为 0.02、0.10、0.20 mg/kg)分别加入到样品中,然后按照上述前处理方式处理样品,按照气相色谱条件进行测试,计算回收率,见表4。

表4 方法回收率(n=3)Table 4 Method recovery rate(n=3)

3.6 测定结果

将所有的样品按照前处理方式制样,然后将制备好的样液按照气相色谱分析测试条件进样,计算结果见表5。

表5 含量测定结果Table 5 Results of content determination mg/kg

从表5中可以看出,敌敌畏的检出率为100%,含量最高的为5号牛肉样品,为0.213 1 mg/kg,含量最低的为4号羊肉样品,为0.010 23 mg/kg,15个样品的平均值为0.104 5 mg/kg;乙酰甲胺磷的检出率为93.33%,含量最高的1号牛肉样品,为0.389 2 mg/kg,含量最低的为3号羊肉样品,为0.010 62 mg/kg,平均值为0.194 7 mg/kg;氧化乐果的检出率为100%,含量最高的为2号猪肉样品,为0.146 4 mg/kg,含量最低的为4号牛肉样品,为 0.010 91 mg/kg,平均值为 0.057 19 mg/kg;治螟磷的检出率为100%,含量最高的为3号羊肉样品,为0.218 7 mg/kg,含量最低的为5号牛肉样品,为0.018 75 mg/kg,平均值为 0.099 52 mg/kg;乐果的检出率为93.33%,含量最高的为2号猪肉样品,为0.229 4 mg/kg,含量最低的为4号牛肉样品,为0.017 73 mg/kg,平均值为0.053 00 mg/kg;马拉硫磷的检出率为93.33%,含量最高的为5号牛肉样品,为0.235 4 mg/kg,含量最低的为4号牛肉样品,为0.017 71 mg/kg,平均值为 0.079 88 mg/kg;毒死蜱的检出率为86.67%,含量最高的为2号羊肉样品,为0.242 7 mg/kg,含量最低的为5号牛肉样品,为0.012 33 mg/kg,平均值为0.052 15 mg/kg;水胺硫磷的检出率为100%,含量最高的为4号猪肉样品,为0.247 3 mg/kg,含量最低的为2号猪肉样品,为0.010 32 mg/kg,平均值为0.122 3 mg/kg;杀扑磷的检出率为93.33%,含量最高的为1号猪肉样品,为0.056 43 mg/kg,含量最低的为1号牛肉样品,为0.011 28 mg/kg,平均值为 0.029 72 mg/kg;三唑磷的检出率为93.33%,含量最高的为5号牛肉样品,为0.265 3 mg/kg,含量最低的为1号猪肉样品,为0.016 32 mg/kg,平均值为0.018 86 mg/kg;亚胺硫磷的检出率为93.33%,含量最高的为2号猪肉样品,为0.349 1 mg/kg,含量最低的为1号牛肉样品,为0.018 23 mg/kg,平均值为 0.043 20 mg/kg。

4 结论

本试验采用气相色谱法对猪、牛、羊肉中的有机磷农药残留进行检测。比较了匀浆提取法、超声提取法以及微波提取法,最终确定微波提取法来提取样品中的有机磷,经过氨基萃取小柱和多壁碳纳米管净化,进行测定。结果表明,11种有机磷农药线性关系良好,检出限在 0.015 μg/kg~1.5 μg/kg,RSD<5%,实际样品检出率在93.3%~100%之间。畜禽肉中农药残留主要是在饲养、屠宰和加工过程中造成的,很多畜禽以农作物为饲料,而农作物对土壤中的农药有富集作用,这些脂溶性的农药进入家禽体内不易排出,对人体产生负面影响,畜牧肉中农药残留量虽然不高,但对人身体的潜在危害较大。提倡政府必须加大监管力度,加强质量监管工作;改变畜牧业生产方式,规范肉制品生产企业的行为,严把原料质量,完善标准体系,提升检验水平,强化质量监管。我国政府应高度重视肉和肉制品安全问题,为全面加强食品质量安全工作保驾护航,只有认清了肉和肉制品农药残留的现状和危害,才能从根本上防控农药残留,最大限度地保障肉和肉制品的安全。

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