劉曉松,鄭 玲,黃文雯,盧 煒,寧恩創(chuàng),方曉明
(1.廣西出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心,廣西 南寧 530021;2.廣西大學(xué) 輕工與食品工程學(xué)院,廣西 南寧 530004;3.上海出入境檢驗檢疫局 動植物與食品檢驗檢疫技術(shù)中心,上海 200135)
苯并咪唑類是高效、廣譜的內(nèi)吸性殺菌劑,對植物病害具有很強的抗菌活性,可用于植物真菌等病蟲害的防治[1-2]。常用的苯并咪唑類殺菌劑有苯菌靈、甲基硫菌靈、2-氨基苯并咪唑、噻菌靈和多菌靈,其性質(zhì)與作用各不相同;其中苯菌靈能防治水果的真菌病害、螨類等,但會引起哺乳動物染色體變化、抵制蛋白合成[3];多菌靈能有效抑制病原菌的繁殖、生長[4],但殘效期長,易在植物體內(nèi)富集[5];甲基硫菌靈對真菌的防治效果顯著,廣泛應(yīng)用于重要作物[6],在植物體內(nèi)可代謝為多菌靈[7];噻菌靈主要應(yīng)用于果蔬的防腐,是一種會使小鼠腎致畸的物質(zhì)[8],其代謝產(chǎn)物是5-羥基噻菌靈;2-氨基苯并咪唑具有強殺菌、抗菌能力,但其分子量很低,難以分解及轉(zhuǎn)化,從而對環(huán)境造成威脅?;谶@些殺菌劑的危害性,美國、日本等國家現(xiàn)已嚴(yán)格控制食品中該類物質(zhì)的殘留量,目前各國對該類殺菌劑在水果和果汁中的最高殘留量為0.05~20 mg/kg[9],我國也已將食品中苯并咪唑類殺菌劑的殘留量列為重要監(jiān)測項目。
目前國內(nèi)外對該類殺菌劑的檢測方法主要有HPLC法[10-14]、LC-MS/MS法[15-16]等。這些方法主要檢測水果及水果制品中多種農(nóng)藥的殘留,針對濃縮果汁中苯并咪唑類殺菌劑的研究很少。已有方法中針對單一殺菌劑檢測的研究多,而多種殺菌劑同時檢測的研究較少,幾乎沒有涉及代謝物檢測的研究。為有效監(jiān)控濃縮果汁的質(zhì)量安全,便于國內(nèi)各檢驗機構(gòu)的日常檢測及各濃縮果汁的產(chǎn)品質(zhì)量控制,本文建立了一種簡單有效、準(zhǔn)確可靠且能同時檢測甲基硫菌靈、2-氨基苯并咪唑、噻菌靈、多菌靈、5-羥基噻菌靈殘留的分析方法。
蘋果、菠蘿、荔枝、芒果、橙子、西番蓮、梨 7種濃縮果汁;標(biāo)準(zhǔn)品:2-氨基苯并咪唑(Dr.Ehrenstorfer,德國)、多菌靈、噻菌靈、5-羥基噻菌靈、甲基硫菌靈(Sigma-Aldrich,美國),5種標(biāo)準(zhǔn)品純度均大于97%;PSA小柱(500 mg/6 mL,CNW Technologies GmbH);乙腈、甲苯、乙酸銨、甲醇、甲酸(HPLC級,TEDIA Company);磷酸氫二鈉、氯化鈉(AR級,成都市科龍化工試劑廠)。
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(Agilent RRLC1200+Agilent 6410B,美國),配電噴霧源(ESI);pH計;振蕩器;高速離心機(10 000 r/min);真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;Milli-Q超純水器。
1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:用分析天平分別稱取0.010 g的標(biāo)準(zhǔn)品,用甲醇配制成100 mg/L的單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液,于-18℃下避光保存;混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:用5種單標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液,根據(jù)實驗需要稀釋配制成0.2、0.1、0.08、0.04、0.02 mg/L的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.2.2 色譜條件 色譜柱為ZORBAX Eclipse XDB-C18柱,4.6 mm×50 mm,粒徑為1.8 μm(Agilent公司);流動相:0.1%甲酸-10 mmol/L乙酸銨(A)和甲醇(B)梯度洗脫;洗脫程序:編制洗脫曲線,起始狀態(tài)為90%A,在0~7 min,使A相降至20%,保持2 min后,在1 min內(nèi)使A相降至0%,保持4 min,之后在1 min內(nèi)將A相從0%升至90%,保持5 min后恢復(fù)起始狀態(tài);流速:0.4 mL/min;進樣體積:10 μL;柱溫:40℃。
1.2.3 質(zhì)譜條件 離子源:電噴霧離子源ESI;掃描方式:正離子掃描;檢測方式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM);毛細管電壓:4 000 V;霧化氣溫度:350℃;霧化氣流量:12 L/min;霧化氣壓力(氮氣):40 psi。
1.2.4 樣品提取 稱濃縮果汁樣品2 g(精確至0.001 g)于50 mL離心管中,加入10 mL至20 mol/L的Na2HPO4緩沖溶液、3 g氯化鈉混勻,用2 mol/L的NaOH溶液調(diào)pH值至8.5~8.6,加入10 mL乙
腈振蕩提取15 min,8 000 r/min條件下離心10 min,取上清液,重復(fù)提取操作1次,合并上清液并定容至20 mL。取10 mL上清液至100 mL的雞心瓶中,40℃真空旋轉(zhuǎn)濃縮至1.5~2 mL,待凈化。
1.2.5 凈 化 在PSA柱中加入1.0 g(精確至0.01 g)無水硫酸鈉,用4 mL乙腈-甲苯溶液(3∶1)活化柱子,待液面到達固體面時,迅速將濃縮液上柱,再用2 mL乙腈-甲苯溶液(3∶1)洗滌雞心瓶并過柱,重復(fù)操作3次。最后用15 mL乙腈-甲苯溶液(3∶1)洗脫,收集全部柱流出液于100 mL雞心瓶中,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1.5~2 mL,轉(zhuǎn)移至15 mL的離心管中,并用3 mL乙腈-甲苯溶液(3∶1)洗滌雞心瓶2次,合并洗滌液至15 mL離心管中,于40℃水浴下用氮氣吹至近干。用1 mL流動相定容并超聲3~5 min,混勻,過0.22 μm有機相濾膜,LC-MS/MS測定。
分別配制1 mg/L的2-氨基苯并咪唑、5-羥基噻菌靈、多菌靈、噻菌靈、甲基硫菌靈標(biāo)準(zhǔn)溶液,選擇ESI+電離模式,對霧化氣溫度、霧化氣流量、源內(nèi)碎裂電壓及碰撞能量等條件進行優(yōu)化。經(jīng)反復(fù)測試、優(yōu)化,得到5種待測物的質(zhì)譜條件如表1所示。
表1 5種殺菌劑及代謝物的質(zhì)譜條件Table 1 MS parameters of 5 pesticides and its metabolites
樣品定容液的組成對各物質(zhì)在色譜柱中的分離行為和離子化效率即質(zhì)譜檢測的靈敏度有一定的影響。本文分別以純甲醇、甲醇-水(1∶1)和甲醇-緩沖鹽溶液(10 mmol/L乙酸銨-0.1%甲酸,1∶9)作為定容液進行檢測。結(jié)果顯示,隨著定容液中甲醇含量的升高,待測物的峰形逐漸展寬,以純甲醇作為定容體系時,2-氨基苯并咪唑的峰有拖尾現(xiàn)象;以甲醇-緩沖鹽溶液(10 mmol/L乙酸銨-0.1%甲酸,1∶9)作為定容液時,各待測物的峰形及分離均較好,響應(yīng)值滿足檢測要求。在選定條件下,混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的總離子流圖及5種殺菌劑及代謝產(chǎn)物的定量離子色譜圖如圖1所示。
2.3.1 提取條件的選擇 據(jù)文獻[12-13]報道,樣品溶液pH值對待測物的提取有較大的影響。將樣品溶液的pH值分別調(diào)為7.0、8.0、9.0、10.0、12.0,實驗顯示,當(dāng)pH值為12.0時,只有多菌靈、噻菌靈出峰;當(dāng)pH值為10.0時,甲基硫菌靈未出峰;當(dāng)pH值為7.0、8.0、9.0時,5種待測物均出峰,但pH值7.0時,2-氨基苯并咪唑的提取效果較差;當(dāng)pH值為8.0、9.0時,5種待測物的提取較好,但各待測物的回收率有差異。進一步將樣品溶液的pH值分別調(diào)為8.0、8.2、8.4、8.5、8.6、8.8、9.0,結(jié)果顯示,pH值低于8.5時,2-氨基苯并咪唑的回收率偏低,pH值高于8.6時,甲基硫菌靈的回收率偏低。綜合考慮各待測物的回收率,最終確定提取樣液的pH值為8.5~8.6。
2.3.2 樣品凈化條件的確定 比較了MCX柱、NH2柱、C18柱、NH2柱+活性碳柱和PSA柱對樣品的凈化效果。結(jié)果表明,用C18柱凈化時5種待測物的回收率均較低,且LC-MS/MS測定時有雜峰干擾;用MCX柱、NH2柱和NH2柱+活性碳柱凈化時,2-氨基苯并咪唑的回收率較差;用PSA柱凈化時,由于PSA柱的極性比NH2柱弱,對2-氨基苯并咪唑的吸附力相對較弱,使其洗脫效果顯著,5種待測物回收率均滿足檢測要求,且效果穩(wěn)定,所以凈化柱選用PSA柱。
圖1 5種殺菌劑及代謝物混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的總離子流圖及其色譜圖Fig.1 TIC spectrum of standard mixture of 5 pesticides and its metabolites and their chromatograms
準(zhǔn)確稱取2 g(精確至0.001 g)樣品,按“1.2”方法進行處理,以獲得的基質(zhì)溶液為溶劑,配制質(zhì)量濃度為0.2、0.1、0.08、0.04、0.02 mg/L的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。在優(yōu)化條件下進行測定,以質(zhì)量濃度(x,mg/L)為橫坐標(biāo)、峰面積(y)為縱坐標(biāo)進行回歸分析,得到各待測物的線性方程和相關(guān)系數(shù)(見表2)。結(jié)果表明各待測物在0.02~0.2 mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)均不小于0.998 5。
表2 5種待測物的線性方程及相關(guān)系數(shù)Table 2 Calibration curves and correlation coefficients(r)of five analytes
對各種基質(zhì)的陰性樣品進行加標(biāo)實驗,以信噪比(S/N)≥10計算得到2-氨基苯并咪唑和5-羥基噻菌靈的定量下限為2.0 μg/kg,多菌靈、噻菌靈和甲基硫菌靈的定量下限為1.0 μg/kg。
在蘋果、芒果、菠蘿、梨、橙、荔枝、西番蓮7種濃縮果汁的陰性樣品中分別添加MBC、TBZ、TM為1、2、10 μg/kg,2-AB、5-OH-TBZ為2、4、20 μg/kg 3個不同水平的待測物標(biāo)準(zhǔn)品,每個水平重復(fù)測定6次,各待測物的平均回收率在70%~110%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為0.1%~10.9%(見表3)。
在市場上隨機抽取市售橙子、荔枝、蘋果、西番蓮、梨汁、菠蘿、芒果濃縮果汁樣品,按本方法進行檢測。檢測蘋果汁樣品7個,其中檢出2-氨基苯并咪唑殘留量為1.8~25.7 μg/kg,多菌靈1.3~20.2 μg/kg;荔枝汁樣品3個,其中檢出多菌靈殘留量為1.3~20.2 μg/kg;菠蘿汁樣品3個,其中檢出2-氨基苯并咪唑殘留1.1 μg/kg,多菌靈殘留1.0~1.4 μg/kg;橙子汁樣品1個,檢出多菌靈殘留1.2 μg/kg。以上所檢出的殘留量,均遠低于國際組織及我國規(guī)定的最大殘留限量值,證明本方法靈敏、高效,可用于國內(nèi)各檢驗機構(gòu)的日常檢測及各濃縮果汁生產(chǎn)廠的產(chǎn)品質(zhì)量控制。
表3 7種濃縮果汁樣品的加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)Table 3 Recoveries and relative standard deviations of five target compounds in seven kinds of concentrated fruit juice(n=6)
本文建立了一種能同時檢測濃縮果汁中甲基硫菌靈、2-氨基苯并咪唑、噻菌靈、多菌靈、5-羥基噻菌靈殘留的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法。方法的回收率在70%~110%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.1%~10.9%之間,2-氨基苯并咪唑和5-羥基噻菌靈的定量下限為2.0 μg/kg,多菌靈、噻菌靈、甲基硫菌靈的定量下限均為1.0 μg/kg。實際樣品測試表明:該方法能有效檢測出濃縮果汁中5種殺菌劑及其代謝物的殘留量,方法具有靈敏、穩(wěn)定、可靠的特點,為監(jiān)控我國濃縮果汁的質(zhì)量安全提供了一個行之有效的途徑。
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