蘇 滿，盧 劼，勞敏軍，鄧尚貴，祝世軍，吳益春，周 勇，胡 藝，于 瑾

（1.浙江海洋大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江舟山 316022；2.浙江省農(nóng)都農(nóng)產(chǎn)品有限公司，浙江杭州 310004；3.浙江興業(yè)集團(tuán)有限公司，浙江舟山 316120；4.舟山市食品藥品檢驗(yàn)檢測研究院，浙江舟山 316000；5.浙江恒和食品有限公司，浙江舟山 316000；6.龍游縣養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展中心，浙江龍游 324000）

多環(huán)芳烴（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）是指含2 個或2 個以上苯環(huán)的芳烴，是一種持久性有機(jī)污染物，由于分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不容易被降解，這類化合物廣泛存在于水、空氣和土壤等環(huán)境中，且具有毒性、誘變性、致畸性和致癌性，APARNA,et al[1]發(fā)現(xiàn)苯并[a]芘在0.2 mg·L-1濃度水平會對斑馬魚Danio rerio 的神經(jīng)系統(tǒng)造成傷害，導(dǎo)致學(xué)習(xí)和記憶的缺陷；LI Fang,et al[2]研究發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴會導(dǎo)致小鼠肝細(xì)胞膜損傷，肝系統(tǒng)的炎癥和紊亂。目前研究顯示多環(huán)芳烴可以通過食物鏈傳遞至人體，對人類構(gòu)成極大的健康風(fēng)險[3]。

多環(huán)芳烴在土壤[4]和水環(huán)境[5-6]中的研究較多，蔬菜[7]、茶葉[8]、煙熏制品[9-10]、燒烤制品[11-12]中也被發(fā)現(xiàn)有多環(huán)芳烴的檢出。不同樣品有不同的基質(zhì)和雜質(zhì)，因此多環(huán)芳烴的檢測方法并不互相適用。目前對于多環(huán)芳烴的檢測主要分為前處理和檢測分析兩個部分，前處理又分為提取和凈化兩個部分。多環(huán)芳烴的前處理方法較多，QuEChERS 是近年來最新發(fā)展起來的一種前處理方法，該方法可靈活選用提取方式和凈化方式，具有操作簡單、方便快捷、高效綠色等特點(diǎn)[13]，在農(nóng)殘的檢測中被廣泛應(yīng)用[14-15]。食品中對多環(huán)芳烴的檢測方法有高效液相色譜[16-18]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用[19]、氣相色譜[20]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等方法[21-22]。果脯蜜餞廣受歡迎，現(xiàn)在對于果脯中的多環(huán)芳烴殘留問題和形成原因研究較少。本研究以果脯為研究對象，采用QuEChERS 作為前處理方法，優(yōu)化前處理?xiàng)l件，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法，建立一種同時測定果脯中16 種多環(huán)芳烴的方法，為果脯中污染物的殘留和形成原因提供基礎(chǔ)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

5 種常見果脯共40 份（市售）；16 種多環(huán)芳烴混合標(biāo)準(zhǔn)品：萘（NAP）、苊烯（ACY）、苊（ACE）、芴（FL）、菲（PHE）、蒽（ANT）、熒蒽（FLV）、芘（PYR）、苯并（a）蒽（BaA）（CHR）、苯并（b）熒蒽（BbF）、苯并（k）熒蒽（BkF）、苯并（a）芘（BaP）、茚（123-cd）芘（IND）、二苯并（ah）蒽（DBA）、苯并（ghi）苝（BghiP）（2 000 μg·mL-1，溶解于二氯甲烷，美國Accustandard 公司）；正己烷、乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷（均為色譜純國藥集團(tuán)）；30%過氧化氫、無水硫酸鈉（均為分析純國藥集團(tuán)）；2%硫酸鈉溶液、經(jīng)Milli-Q 凈化的超純水（實(shí)驗(yàn)室自制）。

1.2 儀器與設(shè)備

GM200 型粉碎研磨機(jī)（德國萊馳公司）；IKA/MS3 basic 型漩渦振蕩器（德國IKA 公司）；HP-5MS 彈性石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm,0.25 μm）；7000D 氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國安捷倫公司）；KQ-600DV 數(shù)控超聲波清洗儀（昆山市超聲儀器有限公司）；Multi Reax 型多孔位振蕩混合器（德國Heidolph 公司）；5804R 多功能冷凍離心機(jī)（德國Eppendorf 公司）；11155 型氮吹儀（美國Organomation）。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

提?。簻?zhǔn)確稱取研磨打碎好的樣品5 g 置于50 mL 離心管中，加入500 ng·mL-1的16 種多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)品，加入2.5 mL 2%硫酸鈉溶液、1 mL 30% H2O2和10 mL 乙腈，添加1 粒陶瓷均質(zhì)子，再加入QuEChERs鹽包（6 g MgSO4和1.5 g NaOAc），振蕩提取3 min，超聲提取30 min，4 ℃8 000 r·min-1離心5 min，取上清液待凈化。

凈化：將待凈化液轉(zhuǎn)移至15 mL QuEChERs 凈化管（1 200 mg MgSO4和400 mg PSA）中，漩渦振蕩1 min，加入2 g 無水硫酸鈉，4 ℃8 000 r·min-1離心5 min，取上清液氮吹至盡干，用混合溶液（乙腈：正己烷=1：1）定容至1 mL，過0.22 μm 濾膜，上機(jī)待測。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制：用移液槍準(zhǔn)確吸取16 種PAHs 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 mL，用二氯甲烷定容至10 mL，得到20 μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液；再用逐級稀釋的方法，得到1、10、50、100、500、1 000 ng·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.4 前處理?xiàng)l件的優(yōu)化

影響多環(huán)芳烴提取效率的因素有提取溶劑、提取方式、提取時間及提取溫度。

1.4.1 提取溶劑的選擇

多環(huán)芳烴極性較弱，易溶于有機(jī)試劑，故此實(shí)驗(yàn)選取常用的有機(jī)試劑?？疾煺和椤⒁译?、二氯甲烷、三氯甲烷作為提取溶劑對果脯中16 種PAHs 回收率的影響，以確定最佳的提取試劑。按照1.3.1 方法進(jìn)行樣品前處理，按照1.5 方法進(jìn)行測定。

1.4.2 提取方式的選擇

常用的提取方式有漩渦提取、振蕩提取、超聲提取，使用1.4.1 確定的最佳提取試劑提取，考察漩渦提取、振蕩提取、超聲提取以及漩渦-超聲提取對16 種多環(huán)芳烴回收率的影響，以確定最佳的提取方式。按照1.3.1方法進(jìn)行樣品前處理，按照1.5 方法進(jìn)行測定。

1.4.3 提取時間的選擇

以1.4.1、1.4.2 中確定的最佳提取條件，考察振蕩3 min，超聲10、20、30 和40 min 條件下對16 種PAHs回收率的影響，確定最佳的超聲時間。按照1.3.1 方法進(jìn)行樣品前處理，按照1.5 方法進(jìn)行測定。

1.4.4 提取溫度的選擇

以1.4.1、1.4.2、1.4.3 中確定的最佳提取條件，分別考察10、20、30 和40 ℃溶劑體積下對16 種PAHs回收率的影響，以確定的最佳提取溫度。按照1.3.1 方法進(jìn)行樣品前處理，按照1.5 方法進(jìn)行測定。

1.5 色譜質(zhì)譜條件

1.5.1 色譜條件

色譜柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm,0.25 μm），反吹管：0.7 m×150 μm×0，色譜柱與反吹管連接，傳輸線溫度280 ℃；進(jìn)樣量：1 μL；進(jìn)樣模式：不分流進(jìn)樣；色譜柱載氣（He）流速：1.6 mL·min-1，恒定壓力：135.1 kPa，到分流出口的吹氣流量80 mL·min-1，吹掃0.75 min；升溫程序：初始溫度60 ℃保持1 min，以15 ℃·min-1升至110 ℃，保持1 min，以20 ℃·min-1升溫至180 ℃，以2 ℃·min-1升溫至203 ℃，以5 ℃·min-1升溫至250 ℃，再以2 ℃·min-1升溫至283 ℃，然后以20 ℃·min-1升溫至310 ℃，保持3 min；反吹管載氣（He）流速：3.3 mL·min-1，恒定壓力：20.7 kPa。

1.5.2 質(zhì)譜條件

離子源：電子轟擊源，70 eV，離子源溫度280 ℃，碰撞氣（N2）流速：1.5 mL·min-1，淬滅氣（He）2.25 mL·min-1，MRM 模式，16 種PAHs 離子對及碰撞能量見表1，色譜圖如圖1。

表1 16 種PAHs 離子對及能量Tab.1 16 PAHs ion pairs and collision energy

圖1 16 種多環(huán)芳烴色譜圖Fig.1 Chromatograms of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons

2 結(jié)果與分析

2.1 提取條件的優(yōu)化

2.1.1 提取溶劑的優(yōu)化

由于多環(huán)芳烴的極性弱，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常用有機(jī)試劑來提取，不同有機(jī)試劑提取效果不同。因此，本實(shí)驗(yàn)對比了乙腈、正己烷、二氯甲烷、三氯甲烷4 種有機(jī)試劑對果脯中16 種PAHs 的提取效果。實(shí)驗(yàn)表明，4 種試劑均能提取PAHs，正己烷的平均回收率為79.1%，乙腈的回收率為86.9%，二氯甲烷的回收率為64.8%，三氯甲烷的回收率為71.5%。果脯在工業(yè)加工后仍含有部分水，乙腈與水互溶，能與均漿后的樣品充分反應(yīng)，且提取效率好于正己烷；二氯甲烷、三氯甲烷毒性較大，極易揮發(fā)，綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)選用乙腈作為萃取溶劑。

2.1.2 提取方式的選擇

常見的前處理提取方式有漩渦、振蕩、超聲等，本實(shí)驗(yàn)考察了這3 種提取方式與振蕩-超聲結(jié)合提取對PAHs 回收率的影響如圖3，平均回收率分別為42.4%、49.8%、79.3%和86.2%。結(jié)果表明，漩渦振蕩-超聲提取效果最好。振蕩可使溶劑與基質(zhì)充分混合，超聲會促使果肉細(xì)胞組織的破壁或變形，使提取更加充分，且超聲適用性強(qiáng)，提取條件簡單，因此本實(shí)驗(yàn)選擇振蕩-超聲法提取多環(huán)芳烴。

圖2 不同溶劑提取下PAHs 的平均回收率Fig.2 Average recovery rate of PAHs under different solvent extraction

圖3 不同提取方式下PAHs 的平均回收率Fig.3 Average recovery rate of PAHs under different extraction methods

2.1.3 提取時間的選擇

不同超聲時間提取對多環(huán)芳烴的平均回收率如圖4 所示，本實(shí)驗(yàn)對比了10、20、30 和40 min 超聲時間提取下，平均回收率分別為77.1%、82.2%、86.7%和84.7%。結(jié)果表明，超聲提取時間為30 min 時提取效果最好。隨著超聲時間的增加，平均回收率呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，可能是超聲時間過長，使樣品雜質(zhì)流出，影響提取效率。因此，本研究選用超聲30 min 作為最佳超聲時間。

圖4 不同超聲時間提取下PAHs 的平均回收率Fig.4 Average recovery rate of PAHs under different ultrasonic time extraction

2.1.4 提取溫度的選擇

本研究對比了4 個超聲提取溫度對PAHs 的平均回收率如圖5 所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在10 ℃時，平均回收率為81.9%；20 ℃時回收率為86.4%，30 ℃時回收率為85.8%，40 ℃時回收率為83.6%；20、30 ℃時回收率相差不大，10 ℃時回收率略低可能是因?yàn)闇囟容^低影響了對基質(zhì)的超聲效果，40 ℃時，回收率下降可能是溫度升高，部分目標(biāo)物在提取過程中轉(zhuǎn)移到空氣中[23]。

圖5 不同超聲溫度提取下PAHs 的平均回收率Fig.5 Average recovery rate of PAHs under different ultrasonic temperature extraction

2.2 方法的線性范圍與檢出限

溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制：用移液槍準(zhǔn)確吸取16 種PAHs 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 mL，用二氯甲烷定容至10 mL，得到20 μg·mL-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液；再用逐級稀釋的方法，得到1、10、50、100、500、1 000 ng·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配。

按照1.3.2 方法分別配制濃度為1、10、50、100、500、1 000 ng·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以目標(biāo)物對應(yīng)的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以目標(biāo)物對應(yīng)的離子峰面積為縱坐標(biāo)，建立線性回歸方程并分析。按樣品5 g，定容1 mL，以信噪比（S/N）為3 計(jì)算出檢出限（LOD），以信噪比（S/N）為7 計(jì)算出限定（LOQ），結(jié)果表明16 種目標(biāo)化合物多環(huán)芳烴在1～1 000 ng·mL-1范圍內(nèi)均呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）在0.998 0～0.999 9 范圍內(nèi)，檢出限為0.43 ng·mL-1，定量限為1 ng·mL-1（表2）。該方法適用于果脯中16 種多環(huán)芳烴的同時檢測。

表2 16 種PAHs 線性方程及檢出限、定量限Tab.2 16 kinds of PAHs linear equations and detection limit,quantification limit

2.3 方法的回收率與精密度

對果干樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，樣品在1、10、200 μg·kg-13 個水平的加標(biāo)回收率分別為79.8%～104.1%、78.3%～103.6%、80.1%～104.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD 分別為1.9%～6.4%、1.5%～4.9%、1.4%～4.2%，結(jié)果表明方法的準(zhǔn)確度和精密度符合污染物殘留的分析檢測要求（表3）。

表3 16 種PAHs 平均加標(biāo)回收率及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差Tab.3 The average recovery rate and relative standard deviation of 16 PAHs

2.4 實(shí)際樣品檢測

采用本實(shí)驗(yàn)建立的方法，對市售40 份果脯樣品進(jìn)行檢測，其中萘、苊、菲、熒蒽、芘、苯并（a）蒽、苯并（ghi）苝有檢出；苊烯、芴、蒽、、苯并（b）熒蒽、苯并（k）熒蒽、苯并（a）芘、茚（123-cd）芘、二苯并（ah）蒽、苯并（ghi）苝未有檢出。

如表4 所示，其中PAHs 總量超過15 μg·kg-1的有5 個樣品，5 個樣品中苊的平均檢出量為16.13 μg·kg-1，應(yīng)當(dāng)引起重視。圖6～10 分別為樣品A、B、C、D、E 為色譜圖。

圖6 樣品A 中多環(huán)芳烴色譜圖Fig.6 Chromatogram of PAHs in sample A

表4 PAHs 檢出量過高樣品（μg·kg-1）Tab.4 Samples with too high PAHs detection

圖7 樣品B 中多環(huán)芳烴色譜圖Fig.7 Chromatogram of PAHs in sample B

圖8 樣品C 中多環(huán)芳烴色譜圖Fig.8 Chromatogram of PAHs in sample C

圖9 樣品D 中多環(huán)芳烴色譜圖Fig.9 Chromatogram of PAHs in sample D

圖10 樣品E 中多環(huán)芳烴色譜圖Fig.10 Chromatogram of PAHs in sample E

3 結(jié)論

本文采用QuEChERS 法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法建立了同時測定果脯中16 種PAHs 的方法，通過對前處理?xiàng)l件的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了果脯中16 種PAHs 的精準(zhǔn)定量和分析，能夠較好得在實(shí)際樣品檢測中應(yīng)用。該方法中16 種PAHs 濃度在1～1 000 μg·kg-1之間線性關(guān)系良好，3 個濃度水平加標(biāo)回收率為78.3%～104.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.4%～6.4%之間（n=6），方法的檢出限為0.43 ng·mL-1，定量限為1 ng·mL-1，該方法操作簡單、靈敏度高，能夠滿足日常檢測分析要求，適合大批量樣品處理。