快速溶剂萃取-气相色谱法测定海参中敌敌畏的含量

徐森彪

(英格尔检测技术服务(上海)有限公司,上海 201109)

海参又被称为海人参,因补益作用类似人参而得名,其不仅含有丰富的蛋白质与微量元素、较少的脂肪和胆固醇,还含有特殊的活性营养物质,对增强机体免疫力、延缓衰老、降三高(高血糖、高血脂、高胆固醇)均有一定的辅助作用[1-2]。因此,随着海参需求量的增加,许多人开始人工养殖海参[3-4],但为获得更多的经济效益,已有海参养殖户违规使用敌敌畏的事件曝光。

敌敌畏又称二氯松,属于有机磷酸酯类化合物,毒性大,是一种常用的环境卫生杀虫剂[5]。动植物中残留的敌敌畏会通过食用在人体内富集,进而严重影响人体健康[6]。因此,有必要建立高效、准确、快速测定海参产品中敌敌畏农药残留的方法。

近年来,快速溶剂萃取法受到人们关注[7],快速溶剂萃取仪逐步代替了传统的前处理萃取装置。与传统的索氏提取[8]、超声提取[9]、微波萃取等[10]技术相比,快速溶剂萃取可缩短萃取时间、减少萃取剂的用量、显著降低单个样品的提取费用,具有节省溶剂、快速、健康环保、自动化程度高等优点[11]。快速溶剂萃取仪可与多种检测仪器相结合,在食品、环境、刑事技术、中药等多个领域得到广泛使用,尤其在食品领域如水果、蔬菜、水产品、茶叶等前处理中[12-15],但关于快速溶剂萃取法应用于提取海参产品中农药残留鲜有文献报道。

目前,国家标准、行业标准和地方标准还没有专门测定海参中敌敌畏农药残留的方法[16-17]。有机磷农药残留测定的常用方法主要包括气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法(GC-MS)和高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)等,其中GC-MS、HPLC-MS所用仪器价格昂贵,维护成本高,在经济欠发达的地区全面推广存在一定的难度[18-20]。因此,有必要建立一种常见的、易于获得的气相色谱法测定海参中敌敌畏含量的方法。本工作以丙酮-二氯甲烷混合液为萃取剂,采用快速溶剂萃取-气相色谱法测定海参中敌敌畏的含量,以期为海参中敌敌畏的测定提供技术参考。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 7890B型气相色谱仪,配火焰光度检测器(FPD)和ALS7693型自动进样器;BSA 224S型电子天平(感量为0.1 mg);E-916型快速溶剂萃取仪;Milli-Q 型超纯水系统;VORTEX 3000 型涡旋混合器。

敌敌畏标准储备溶液:100 mg·L-1,称取敌敌畏标准品10.0 mg,用体积比1∶1的二氯甲烷-丙酮混合液溶解并定容至100 mL容量瓶中。

敌敌畏标准溶液:10.0 mg·L-1,移取敌敌畏标准储备溶液1.00 mL,用体积比1∶1 的二氯甲烷-丙酮混合液溶解并定容至10 mL容量瓶中。

敌敌畏标准品纯度98.0%,二氯甲烷、丙酮均为优级纯。

1.2 仪器工作条件

1)快速溶剂萃取条件 加热温度100 ℃;载气压力689 k Pa;静态萃取时间5 min;萃取池淋洗体积为60%池体积;氮气吹扫时间60 s;循环静态萃取2次。

2)色谱条件 HP-5色谱柱(30 m×0.32 mm,0.25μm);进样口温度280 ℃;载气为氮气(纯度99.999%);流量1.5 mL·min-1;不分流进样,进样量1μL。柱升温程序:初始温度50 ℃,以20 ℃·min-1速率升温至280 ℃。

1.3 试验方法

称取海参鲜样品约50 g,或将干海参在水中(干海参与水的质量比为1∶50)浸泡24 h以上,去除内脏,洗净,经冷冻粉碎机充分粉碎后,称取粉碎样品5 g,与无水硫酸钠25 g充分混匀、脱水,反复研磨成细小颗粒,全部转移至萃取池中进行萃取。采用体积比1∶1的二氯甲烷-丙酮混合液60 mL快速萃取。萃取液经自动浓缩仪浓缩至约0.5 mL,用萃取剂定容至1 mL,转移至自动进样小瓶中,按色谱条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱行为

按色谱条件对10.0 mg·L-1敌敌畏标准溶液进行测定,所得色谱图见图1。

图1 敌敌畏标准溶液的色谱图Fig.1 Chromatogram of dichlorvos standard solution

2.2 萃取条件的选择

2.2.1 萃取方法

在日常有机化合物检测前处理过程中,萃取有机磷农药残留的常用方法有索氏提取、超声提取和快速溶剂萃取。试验对上述3种萃取方法得到的样品添加同一水平的目标物敌敌畏,按色谱条件进行测定,计算得敌敌畏的回收率分别为84.3%,88.0%,95.1%。结果表明,快速溶剂萃取的回收率明显高于索氏提取和超声提取。分析原因为快速溶剂萃取仪是在密闭高温、高压下进行萃取,高温和高压有助于目标物敌敌畏的溶解,同时在密封条件下减少了敌敌畏的挥发损失,因此提高了萃取效率。

2.2.2 萃取剂

萃取剂是影响目标物最终回收率的重要因素。鉴于萃取剂的极性和膨胀系数,试验固定加热温度125℃,载气压力827 k Pa,静态萃取10 min,萃取池淋洗体积为60%池体积,氮气吹扫时间60 s,循环静态萃取2次,分别以正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、正己烷-丙酮混合液、正己烷-二氯甲烷混合液和二氯甲烷-丙酮混合液为萃取剂,其中3组混合溶剂的体积比分别选用1∶1,1∶2,按照色谱条件进行测定,考察了不同萃取剂对敌敌畏回收率的影响,结果见图2。

图2 萃取剂对敌敌畏回收率的影响Fig.2 Effect of extractant on recovery of dichlorvos

由图2可知:在相同条件下,相较之单一组分的萃取剂,组合形式的萃取剂所得敌敌畏的回收率更高,原因可能是水产品本身基质成分复杂,组合形式的萃取剂比单一组分的萃取剂能更好地将目标物提取出来。在组合形式的萃取剂中,二氯甲烷-丙酮混合液比正己烷-丙酮混合液、正己烷-二氯甲烷混合液萃取效果更好一些,且体积比1∶1的二氯甲烷-丙酮混合液为萃取剂时,目标物敌敌畏的回收率在95%左右。因此,试验选择体积比1∶1 的二氯甲烷-丙酮混合液为萃取剂。

2.2.3 萃取剂的用量

试验考察了体积比为1∶1的二氯甲烷-丙酮混合液的用量分别为30,40,50,60,70,80 mL时对目标物敌敌畏回收率的影响,结果见图3。

由图3可知:随着萃取剂用量的增加,目标物敌敌畏的回收率先升高后逐渐趋于平衡;当萃取剂的用量达到60 mL 时,敌敌畏的回收率趋于平衡,均在90%以上,萃取效果较好。原因可能是少量的萃取剂不能将目标物完全萃取,随着萃取剂用量的增加,目标物敌敌畏的回收率逐渐增大,但持续增加萃取剂的用量,萃取达到相对动态平衡,回收率不再增加。因此,试验选择萃取剂的用量为60 mL。

图3 萃取剂用量对敌敌畏回收率的影响Fig.3 Effect of the amount of extractant on recovery of dichlorvos

2.2.4 静态萃取时间

萃取接触时间的长短直接影响着目标物萃取的程度,因此需要确定合适的静态萃取时间,以获得最大的萃取效率。试验考察了静态萃取时间分别为1.5,3,5,8,12 min时对目标物敌敌畏回收率的影响。结果表明:当静态萃取时间为5 min时,敌敌畏的回收率在90%以上;继续延长静态萃取时间,敌敌畏的回收率增加不明显,因此试验选择静态萃取时间为5 min。

2.2.5 萃取压力

试验考察了萃取压力分别为414,551,689,827,1 034 kPa时对敌敌畏回收率的影响。结果表明:敌敌畏的回收率随着萃取压力的增大而逐步提高;在689,827,1 034 k Pa的萃取压力下,敌敌畏的回收率变化不明显。因此,试验选择萃取压力为689 kPa。

2.3 标准曲线和检出限

分别移取10.0 mg·L-1的敌敌畏标准溶液0,20.0,40.0,80.0,160,200μL置于10.00 mL容量瓶中,用体积比1∶1的二氯甲烷-丙酮混合液稀释至刻度,配置成0,20.0,40.0,80.0,160,200μg·L-1的敌敌畏标准溶液系列,按色谱条件进行测定。以敌敌畏的质量浓度为横坐标,其对应的峰面积为纵坐标绘制标准曲线。结果表明,敌敌畏的质量浓度在20.0～200μg·L-1内与其对应的峰面积呈线性关系,线性回归方程为y＝8.427x-12.26,相关系数为0.999 8。

以3倍信噪比(S/N)计算仪器的检出限(3S/N),结果为1.3μg·kg-1。

2.4 精密度和回收试验

按试验方法测定送检样品,结果未检出敌敌畏。称取上述样品6份,进行低、中、高等3个浓度水平的加标回收试验,计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD),结果见表1。

表1 精密度和回收试验结果(n＝6)Tab.1 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

2.5 干扰试验

文献[21]第一部分方法一中将有机磷农药分成了4组,其中与敌敌畏出峰时间接近的有敌百虫、甲胺磷和二溴磷等3种农药。试验配制敌百虫、敌敌畏、甲胺磷和二溴磷等4种有机磷农药混合标准溶液,按照试验方法进行测定,所得色谱图见图4。

图4 4种有机磷农药混合标准溶液的色谱图Fig.4 Chromatogram of mixed standard solution of 4 organophosphorus pesticides

由图4可知:敌敌畏与其他3种有机磷农药能够较好地分离,未出现重叠、前延和拖尾的情况。

2.6 样品分析

选取2019年国内3个不同省份养殖的海参产品,每个省份选取2款,按照试验方法测定海参样品中敌敌畏的残留量。结果显示,仅有2个海参样品中检出敌敌畏,残留量分别为4.06,7.13μg·kg-1。

本工作采用快速溶剂萃取-气相色谱法测定海参中敌敌畏的残留量,该方法以二氯甲烷-丙酮混合液为萃取剂,萃取方法操作简单,目标化合物损失小,准确度高。方法线性良好,精密度、准确度均能满足要求,适用于日常海参产品中敌敌畏农药残留量的测定。