CN105651870B - 一种气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气相色谱‑质谱检测液体饮料中农药残留的方法,具体包括如下步骤:S1:将待检测液体饮料混合均匀,称取10ml~20ml待检测液体饮料,用正己烷提取,静置分离,得提取液;S2:将步骤S1中的提取液经C18‑SPE柱过滤,用正己烷洗脱,收集滤液,浓缩至1.5mL,备用;S3:采用气相色谱‑质谱测定步骤S2中的浓缩液;本发明提供的方法快速、简便、灵敏度和回收率高、污染小且能显著减少检测人员作业的危险性,并且成本显著降低,可检测液体饮料中的多种农药残留物,特别适用于检测大批量液体饮料。
Description
技术领域
本发明涉及食品化工检测领域,具体涉及一种气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法。
背景技术
当前的饮料类别品种多,有茶饮料、果汁和蔬菜汁饮料、蛋白类饮料、固体饮料等;其中含植物原材料的饮料也是多种多样,例如椰子汁、芒果汁、橙汁、茶叶等饮料。现在的植物或农作物在种植过程中会喷洒农药以达到杀虫、除草、土壤杀菌等目的,因此植物果实或根茎叶中不可避免的会含有少量残留农药。如果饮料使用了含有农药残留的植物果实或根茎叶等原材料成分,那么饮料成品中就有可能含有残留农药。现有技术中的国标和行标方法,对饮料检测项目通常是水分、蛋白质含量、重金属类(如总砷、汞、铅等)、防腐剂类(如苯甲酸等)、甜味剂类(如安赛蜜等)、色素类(如日落黄等)、卫生指标类(如细菌总数、大肠菌、致病菌等)等项目,但是现有技术中没有对饮料的农药残留检测作出要求。
比较常用的农药通常涉及有机氯类、菊酯类、有机磷类、杀菌剂类等多品种农药,而这些农药中较为常用的又包括敌敌畏、乙酰甲胺磷、δ- 六六六、乐果、β-六六六、α-六六六、五氯硝基苯、γ-六六六、八氯二丙醚、杀螟硫磷、p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT、氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯;现有技术中通常采用GB/T 5009.19-2008 《食品中有机氯农药多组分残留量的测定》或GB/T 5009.136-2003 《植物性食品中五氯硝基苯残留量的测定》等文件中的检测方法来检测上述农药,这些检测方法存在的缺点主要有:(1)检测多种农药残留物时需选用多种方法:即一个方法只适用于检测某一种农药,工作强度大,工作时间长、效率低,不适用于有可能包含多种农药的液体饮料的检测;(2)上述国标中的方法并不是专用于液体饮料中的农药残留的检测方法;(3)使用的仪器较多,通常为气相色谱仪和气相质谱仪两种仪器;而当需要检测多种农药时,需要根据农药的不同种类切换仪器、检测器和色谱柱,操作繁琐,效率低;(4)使用的试剂种类较多,导致试剂成本高、排放的有机溶剂废液多,易造成环境污染,并且选用的气体较多,成本高;(5)人工操作过程繁琐,检验人员接触有毒有害物质机会增大,有损质检人员身体健康;因此,仍需寻求一种成本低,精密度高,更为简便快捷的饮料中农药的检测方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法,本发明提供的方法快速、简便、灵敏度和回收率高、污染小且能显著减少检测人员作业的危险性,并且成本显著降低,可检测液体饮料中的多种农药残留物,特别适用于检测大批量液体饮料。
本发明的另一目的在于提供上述方法在液体饮料农残检测中的应用。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法,具体包括如下步骤:
S1:将待检测液体饮料混合均匀,称取10ml~20ml待检测液体饮料,用正己烷提取,静置分离,得提取液;
S2:将步骤S1中的提取液经C18-SPE柱过滤,用正己烷进行洗脱,收集滤液,浓缩至1.5mL,备用;
S3:采用气相色谱-质谱测定步骤S2中的浓缩液,测定条件如下:
气相条件:
色谱柱:HP-5石英毛细管柱,其中,柱长为30m,直径为250μm,膜厚为0.25μm;
色谱柱温度:60℃保持1min,然后以30℃/min程序升温至160℃,再以5℃/min升温至295℃,并保持10min;
进样口温度:250℃;
质谱条件:
四级杆温度:150℃;
GC-MS接口温度:280℃;
离子源温度:230℃;
电子轰击源电压:70eV;
监测方式:全扫描/选择离子监测同时采集模式;
①全扫描检测离子范围:50~360amu;
②选择离子监测方式:选择离子检测, 每种化合物分别选择一个定量离子,2个定性离子。
现有的国标及行标中,当需要检测多种农药时,现有技术通常采用气相色谱法、液相色谱法、气相质谱法、液相质谱法中的一种或多种来检测液体饮料中的多种农药残留物,并且需要根据具体情况选择不同的色谱柱、检测器、溶剂或载气等,操作繁琐,成本高;本发明通过对色谱柱、检测器、溶剂、载气配合使用以及对操作条件进行选择,得到只需使用气相质谱法一种方法即能够得出较好的检测结果;并且整个检测过程中,只需使用正己烷一种溶剂和氦气一种气体,成本低,有机溶剂废液少,环境污染小,具有很大的推广使用价值。
优选地,步骤S1中的正己烷溶剂的用量为20 ml。
优选地,选用振荡器将待检测液体饮料与正己烷溶剂混合均匀;进一步优选地,所述振荡器的振荡频率为4000r/min;振荡时间为2min。
优选地,选用旋转蒸发器对步骤S2中的滤液进行浓缩,所述旋转蒸发器包括旋转电机、恒温水浴锅和真空泵。
在本发明中,所述旋转蒸发器,能够以50~100r/min的转速带动收集滤液的容器进行旋转,使得里面的正己烷易于挥发;所述恒温水浴锅,能够以40℃的恒温水浴加热正己烷,使其易于挥发;所述循环水式多用真空泵,能够抽真空,吸取的有机溶剂正己烷;本发明选用旋转蒸发器目的在于浓缩正己烷溶液,提高农药残留的含量,利于提高检测仪器的响应值。
上述气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法在液体饮料农残检测中的应用,优选地,所述农药为有机氯类、菊酯类、有机磷类或杀菌剂类;进一步优选地,所述农药为敌敌畏、乙酰甲胺磷、δ- 六六六、乐果、β-六六六、α-六六六、五氯硝基苯、γ-六六六、八氯二丙醚、杀螟硫磷、p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT、氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯中的一种或几种。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明只使用了气相色谱-质谱联用仪一种仪器,其参数条件的设置可同时检测液体饮料中的农药残留物,适用于同时检测多种类农药及大批量液体饮料,避免了现有技术中检测多种农药时在不同仪器、检测器、色谱之间的更换,操作简单、效率高,有利于缩短工作时间、提高工作效率;
(2)本发明只需选用正己烷一种试剂和一种气体,成本低,有机溶剂废液少,减少了有毒有害物质的使用,保证了质检人员的身体健康,并且环境污染小;
(3)本发明提供的方法时专用于液体饮料农药残留的检测,可完善液体饮料的全面检测项目,填补国内对液体饮料农残检测方面的空白。
附图说明
图1为17种农药残留化合物的标准品混合溶液色谱图;
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。这些实施例仅是对本发明的典型描述,但本发明不限于此。下述实施例中所用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法,所使用的原料,试剂等,如无特殊说明,均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。
本发明中选用的仪器及试剂如下:
仪器:
1. Agilent 7890A/5795C气质联用仪(安捷伦科技(中国)有限公司);
2. 旋转蒸发设备
①R-1001-VN旋转蒸发器(郑州长城科工贸有限公司);
②WB-2000恒温水浴锅(郑州长城科工贸有限公司)
③SHB-ⅢG循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)
3. C18-SPE过滤柱(吉尔森(德国)有限公司)
①试剂:正己烷(色谱纯 广州化学试剂厂);根据植物原料常使用农药的种类,选取了17种农药化合物作为本方法对液体饮料的研究对象,具体是:敌敌畏、乙酰甲胺磷、δ-六六六、乐果、β-六六六、α-六六六、五氯硝基苯、γ-六六六、八氯二丙醚、杀螟硫磷、p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT、氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯标准品1000μg/mL单标,(1.5ml/支玻璃安碚瓶装,农业部环境保护科研监测所配制)并于-20℃下保存,使用前用正己烷(色谱纯)逐级稀释配制为所需要浓度的混标。
②标准品混合溶液制备:把敌敌畏、乙酰甲胺磷、δ- 六六六、乐果、β-六六六、α-六六六、五氯硝基苯、γ-六六六、八氯二丙醚、杀螟硫磷、p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT、氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯标准品1000μg/mL单标混合,用正己烷(色谱纯)稀释配制成所需混标。
实施例3中的液体饮料为百椰椰子汁植物蛋白饮料,其生产厂家为广东新朝阳食品饮料有限公司。
实施例1应用气相色谱-质谱法对标准品混合溶液进行定性分析
为减少背景影响,本发明采用正己烷作为溶剂溶解标准农药化合物,与样品溶剂一致;由于氦气相对分子量小、热导系数大、黏度小、使用时线速度大;与氮气相比,灵敏度更高、定量线性范围更阔,常用于气质联用分析;因此,本实施例采用比氮气更稳定的惰性气体—氦气作为载气;具体操作方法如下:
(1)配制17种农药化合物标准混合物,其中氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯是20μg/ml;其他农药化合物的浓度是10μg/ml,采用气相色谱-质谱测定农药化合物标准混合物,测定条件如下,测定结果见下表1。
气相条件:
色谱柱:HP-5石英毛细管柱,其中,柱长为30m,直径为250μm,膜厚为0.25μm;
色谱柱温度:60℃保持1min,然后以30℃/min程序升温至160℃,再以5℃/min升温至295℃,并保持10min;
载气:氦气,纯度≥99.999%,流速1.2ml/min;
进样口温度:250℃;
进样方式:不分流;
进样体积:2.0μL;
质谱条件:
四级杆温度:150℃;
GC-MS接口温度:280℃;
离子源温度:230℃;
电子轰击源电压:70eV;
监测方式:全扫描/选择离子监测同时采集模式;
①全扫描检测离子范围:50~360amu;
②选择离子监测方式:选择离子检测, 每种化合物分别选择一个定量离子,2个定性离子。
表1 17种农药化合物的中文名称、英文名称、匹配度、保留时间、定量离子、定性离子及其相对丰度
液体饮料中的农残含量相对较低,各农残之间对峰型的影响较小,这使得可以只使用气相色谱-质谱联用仪一种仪器便可成功将各峰分离,便于农残的定性和定量分析,而发明人在实验中发现,通过简单的改变某几种化合物的浓度即可改善峰型,提高匹配度,显著地提高了农残定性分析的准确性;由表1可知,匹配度是农残化合物进行定性的关键指标,匹配度数值越接近100%,越能准确的定性某化合物,保留时间短,色谱峰则尖锐、对称,峰型好,匹配度越高,对化合物的定性可靠程度越高;保留时间长,色谱峰则呈前陡后倾的拖尾状;因此,适当提高保留时间长的化合物标准物(氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯)的浓度,有利于改善峰型,提高匹配度。
在进行样品测定时,如果检出的色谱峰的保留时间与标准品相一致,所选择的离子均出现,或所选择离子的丰度比与标准样品的离子丰度比相一致(可通过仪器计算得出的匹配度估算),则可判断样品中存在该种农药化合物。
实施例2 应用气相色谱-质谱法对标准品混合溶液进行定量分析
图1为17种农药残留化合物的标准品混合溶液色谱图,如图1所示,色谱图中可以看出,17种农残化合物中出峰早、保留时间短的农残化合物电离响应值偏高;出峰迟、保留时间长的农残化合物电离响应值偏低,但都有较好的峰型。因此,可以对每种化合物作5点外标法进行定量分析。
(1)校正曲线的建立
①配制17种农药化合物标准混合物:其中氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯的浓度分别是20、40、60、80、100μg/ml;其它14种农药的浓度分别是10、20、30、40、50μg/ml;
②应用气相色谱-质谱法对标准品混合溶液的校正曲线进行分析。
在液体饮料的测定过程中,氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯出峰保留时间长,响应值较低,氯菊酯有两个峰,氯氰菊酯有4个峰,峰与峰之间靠得比较近,有拖尾现象,因此,发明人根据各农药化合物在仪器上的响应灵敏度确定各农药化合物在标准溶液中的适当浓度,在配制17种农药化合物标准混合液时,将氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯的浓度为20μg/ml,其他农药化合物的浓度为10μg/ml,以提高响应值,改善峰值;按照实施例1的测试条件进行测试。
液体饮料样品的农药残留化合物含量的计算公式如下:
其中,X—液体饮料样品的农药残留化合物含量,mg/kg;
C—正己烷提取浓缩液的农药残留化合物含量,μg/ml;
V—正己烷提取浓缩液的体积,ml;
m—待检测液体饮料样品的质量,g。
实施例3 应用气相色谱-质谱法对液体饮料样品进行加标试验分析
采用实施例1中的气相色谱-质谱法对液体饮料样品进行加标试验分析的回收率和不确定度的测定,样品的处理方法如下:
吸取10ml液体饮料样品于20ml容量瓶中,根据出峰保留时间,向容量瓶中加入先出峰的14种农药化合物各200μg,后出峰的3种农药化合物各400μg,用液体饮料样品定容至20ml。配制成敌敌畏、乙酰甲胺磷、δ- 六六六、乐果、β-六六六、α-六六六、五氯硝基苯、γ-六六六、八氯二丙醚、杀螟硫磷、p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT的浓度为10μg/ml,氯菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯的浓度为20μg/ml的混合农药化合物溶液。
用气相色谱质谱仪对同一试样进行平行测定5次,求得回收率和不确定度,测定结果如表2。
表2:液体饮料样品进行加标试验分析的回收率和不确定度
由表2可知,通过加标试验,17种农药残留化合物能在液体饮料中均被检测,且17种农药的回收率和不确定度均在合理范围内(回收率80.0%~115%、不确定度在5.0%~22%之内),因此,本发明提供的方法针对液体饮料中农药的检测是有效、可行的。
当需要检测液体饮料中多种农药化合物的残留量时,,现有技术通常采用气相色谱法、液相色谱法、气相质谱法、液相质谱法中的一种或多种来检测液体饮料中的多种农药残留物,并且需要根据具体情况选择不同的色谱柱、检测器、溶剂或载气等;本发明只需使用气相质谱法一种方法,且选择的色谱柱、检测器、溶剂、载气配合使用能够得出较好的检测结果。
对于少批量液体饮料样品且不同农药残留检验项目的检测,如果采用本发明
方法,由于操作简便、成本较低、效率高、节约时间,可减少试剂、仪器使用的损耗约二分之一,若每天的原生产成本是100元,则现生产成本约为50元,可节省约50元。饮料样品批量越大,生产成本越低,可节约的人力、物力、财力比例越高,则越能体现本发明的经济价值。能达到改善劳动、生产条件、节能、降耗的效益,有利于促进国民经济和社会发展,具有较大的推广应用价值。由此可见,本发明是能够获得有较大价值并可转化为生产力的发明专利。
Claims (7)
1.一种气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
S1:将待检测液体饮料混合均匀,称取10ml~20ml待检测液体饮料,用正己烷提取,静置分离,得提取液;
S2:将步骤S1中的提取液经C18-SPE柱过滤,用正己烷洗脱,收集滤液,浓缩至1.5mL,备用;
S3:采用气相色谱-质谱测定步骤S2中的浓缩液,测定条件如下:
气相条件:
色谱柱:HP-5石英毛细管柱,其中,柱长为30m,直径为250μm,膜厚为0.25μm;
色谱柱温度:60℃保持1min,然后以30℃/min程序升温至160℃,再以5℃/min升温至295℃,并保持10min;
进样口温度:250℃;
质谱条件:
四级杆温度:150℃;
GC-MS接口温度:280℃;
离子源温度:230℃;
电子轰击源电压:70eV;
监测方式:全扫描/选择离子监测同时采集模式,全扫描检测离子范围:50~360amu;
所述农药为敌敌畏、乙酰甲胺磷、δ-六六六、乐果、β-六六六、α-六六六、五氯硝基苯、γ-六六六、八氯二丙醚、杀螟硫磷、p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT、氯菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯。
2.根据权利要求1所述气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法,其特征在于,步骤S1中的正己烷溶剂的用量为20ml。
3.根据权利要求1或2所述气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法,其特征在于,选用振荡器将待检测液体饮料与正己烷溶剂混合均匀。
4.根据权利要求3所述气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法,其特征在于,所述振荡器的振荡频率为4000r/min;振荡时间为2min。
5.根据权利要求1所述气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法,其特征在于,气相色谱选用氦气作为载气,载气的纯度≥99.999%,流速1.2ml/min。
6.根据权利要求1所述气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法,其特征在于,进样体积为2.0μL,进样方式为不分流。
7.权利要求1~6任一所述气相色谱-质谱检测液体饮料中农药残留的方法在液体饮料农残检测中的应用。
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