毛細管色譜法檢測小麥中溴甲烷殘留量研究

張 浩紀俊敏鄔 冰李雪琴

(河南工業大學糧油食品學院1,鄭州 450052)

(河南中儲糧質量檢測中心有限公司2,鄭州 450003)

毛細管色譜法檢測小麥中溴甲烷殘留量研究

張 浩1紀俊敏1鄔 冰2李雪琴1

(河南工業大學糧油食品學院1,鄭州 450052)

(河南中儲糧質量檢測中心有限公司2,鄭州 450003)

探討了用毛細管色譜法測定小麥中溴甲烷殘留量的檢測方法。以正己烷為溶劑,采用酸回流方法提取小麥中的溴甲烷,進行毛細管色譜分離,用 ECD檢測器檢測。在 0～47μg/mL范圍內,色譜峰面積與濃度有較好的線性關系,線性方程 y=90 484.89x,標準工作曲線相關系數 R2為 0.999 7,檢出限為0.02 mg/kg。添加回收率為 71.4%～86.77%。結果表明:采用酸回流方法提取,用毛細管色譜法檢測操作簡便、結果準確、靈敏度高,適合小麥中溴甲烷殘留量的分析。

毛細管色譜法 小麥 溴甲烷 檢測

溴甲烷(methyl bromide)廣泛應用于土壤消毒、倉庫消毒、建筑物熏蒸、植物檢疫、運輸工具消毒等[1]。雖然溴甲烷是一種優良的熏蒸劑,但是對環境污染嚴重,是一種破壞臭氧層的物質,世界各國正逐步禁止使用溴甲烷作為糧食、食品熏蒸劑,并將于 2015年淘汰[2]。由于熏蒸劑和所熏蒸材料中的某些成分之間發生化學反應,通常有少量的永久殘留存在[3]。其反應物是一般容易檢出的無機溴[4-5]。我國糧食衛生標準中規定糧食中溴甲烷殘留量≤5 mg/kg[6]。

在糧食熏蒸和散氣過程中,常用測溴燈、溴甲烷濃度測定儀等來檢查空氣中的溴甲烷。糧食、食品中溴甲烷殘留量的測定方法,一般采用滴定法、色譜法等[7-10]。氣相色譜法以靈敏、準確、快捷的優勢在原糧農藥殘留檢測中得到廣泛應用,本研究以毛細管色譜法對色譜分離條件及提取方法進行了研究。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用小麥品種為:豫麥 34,豫麥 52,鄭麥 4號,豫農 949,周麥 16。

1.2 試劑

溴甲烷標準品:純度≥99%,密度為 1.730 g/mL (0℃時);溴甲烷標準溶液:先將 2 mL的空安瓿瓶準確稱量,加入溴甲烷(約 1.0 g,加入時需要冰鹽浴),熔封密閉安瓿瓶,再準確稱量。兩次稱量之差即為溴甲烷的質量 (精確到 0.001 g)。將溴甲烷安瓿瓶放入約 500 mL裝有正己烷的鹽水瓶中,塞緊橡皮塞,振搖,使安瓿瓶破裂,釋放出溴甲烷并被正己烷吸收。然后打開橡皮塞,將溶液移至 1 000 mL容量瓶中,用正己烷定容配成標準儲備溶液。根據需要再以正己烷稀釋成適用濃度的標準工作溶液。所用試劑均為分析純,水為蒸餾水。

1.3 儀器和設備

安捷倫 6890N氣相色譜儀 (配有 ECD檢測器,安捷倫色譜工作站):美國安捷倫公司;毛細管氣相色譜柱(HP-5,30 m×0.25 mm×0.32 mm):中國科學院蘭州物理化學研究所色譜技術研究開發中心; LB801超級恒溫器:遼陽市恒溫儀器廠;酸回流提取裝置見圖1。

圖1 酸回流提取裝置

1.4 測定方法

1.4.1 樣品準備

小麥于容器內用溴甲烷標準品常溫密閉熏蒸 7 d后,冷凍方式下取樣待測。

1.4.2 提取

如圖 1安裝好酸回流提取裝置。干燥管下部墊少許玻璃棉,裝入 10 g左右無水硫酸鈉。上口用2 mm(內徑)聚乙烯管聯通到通氣管,通氣管內加入6～7 cm高的無水硫酸鈉。通氣管插入 25 mL預先裝好 20 mL正己烷的容量瓶中,埋入冰鹽浴中冷卻。冷凝器接到恒溫水浴循環器,水浴溫度為 56～59℃。接通后使冷凝水保持恒溫。移開冷凝器,稱取試樣 50.0 g(精確至 0.01 g)于提取器的燒瓶中,并同時加入 200 mL硫酸溶液,迅速聯接好冷凝器。通入氮氣,調整流量為 20～30 mL/min,緩緩加熱硫酸溶液到微沸(約 20～30 min),保持微沸狀態,通氣2 h后停止加熱,將通氣管抽離吸收液液面,關閉氮氣流,用少量正己烷多次沖洗通氣管內外。取出容量瓶,待容量瓶溫度平衡到室溫后,定容,溶液供氣相色譜分析。

1.4.3 色譜條件

進樣口溫度 150℃,色譜柱溫度 70℃,檢測器溫度 300℃,載氣流速 1.5 mL/min,尾吹氣流速 30 mL/min,分流比 1∶20,進樣量 1μL。

1.4.4 色譜測定

根據樣液中溴甲烷含量情況,選定峰高相近的標準工作溶液,測得相應的峰面積 (或峰高)。以溴甲烷標準溶液的峰面積 (或峰高)為縱坐標,以溴甲烷標準測定液的濃度為橫坐標繪制標準曲線。將吸收溶液進行氣相色譜分析,由溴甲烷的峰面積和標準曲線得到吸收液中溴甲烷的濃度,計算試樣中溴甲烷的含量。

空白試驗,除不加試樣外,按上述測定步驟進行。

1.5 結果計算

試樣中溴甲烷的含量以質量比(mg/kg)表示,按以下公式計算:

式中:Cx為試樣中溴甲烷殘留含量/mg/kg;A為吸收液溴甲烷的峰面積或峰高;As為標準工作液溴甲烷的峰面積或峰高;c為標準工作液溴甲烷的質量濃度/μg/mL;V吸收液體積/mL;m為樣量/g;計算結果需扣除空白值。

2 結果與討論

2.1 提取溶劑的選擇

考慮 ECD的特點,比較了異辛烷、石油醚、正己烷等溶劑,研究發現,異辛烷和石油醚組成成分復雜,雜質峰干擾較大,溴甲烷峰與雜質及溶劑峰在出峰時間上出現重疊,溴甲烷峰不能有效分離,正己烷組份較單一,溴甲烷峰與溶劑峰能夠有效分離,見圖 2。故選用正己烷作為提取溶劑。

圖2 溴甲烷標準品色譜圖

2.2 回流時間的確定

采用酸回流提取方法對溴甲烷回流吸收時間進行了試驗,緩緩加熱到微沸 (約 20～30 min),保持微沸,以 20～30 mL/min N2流量通氣開始計時。準確稱取同一樣品 50.0 g,分別設置不同的回流吸收時間,提取完畢溶液供氣相色譜分析,測定結果見圖3。

圖3 回流時間對溴甲烷殘留測定值的影響

由圖 3可見回流時間在 1～2 h內,溴甲烷測定值隨著蒸餾時間的增加而逐漸上升,2 h后測定值變化不大,說明樣品中的溴甲烷已全部蒸餾出來,若蒸餾時間過長,則大量水蒸氣進入吸收瓶中,影響色譜測定。N2流量不易過大,否則影響正己烷的吸收。

2.3 通氣流量的確定

在酸回流提取過程中對通入的氮氣流量進行了試驗,采用同一批樣品,改變 N2的流量,回流時間均定為 2 h,提取完畢后,溶液供氣相色譜分析,測定結果見表1。

表 1 通氣流量對溴甲烷殘留量測定值的影響

從表 1可看出,同一批樣品在提取時間為 2 h時,隨著N2流速增加,溴甲烷測定值逐漸增加,在流速為 20～30 mL/min時,樣品中溴甲烷測定值達到最高;繼續增加 N2流量,則溴甲烷測定值下降。說明在 2 h內以較小的N2流量溴甲烷未能全部從樣品中蒸餾出,蒸餾的速度慢;N2流量太大則正己烷吸收效果不好,測定值低。故試驗中采用通氣的N2流量為 20～30 mL/min。

2.4 標準工作曲線與檢測限

將質量濃度為 4.5、6、12、23.5、47μg/mL的標準工作溶液和空白樣各取 1μL,在 1.4.3色譜條件下進樣測定,溴甲烷的保留時間約為 1.9 min,色譜圖見圖 2。以標準工作溶液質量濃度 (μg/mL)為橫坐標,以對應得峰面積為縱坐標,結果見圖4。由圖4可看出在 0～47μg/mL范圍內,色譜峰面積與質量濃度有較好的線性關系,線性方程為 y=90 484.89x, R2=0.999 7。根據 3倍信噪音的峰響應值、取樣量和進樣量,得出方法的檢測限為 0.02 mg/kg。

圖4 溴甲烷標準工作溶液曲線

2.5 回收率

以豫麥 34為樣品,分別添加不同濃度的溴甲烷標準樣品,按 1.4.2方法提取,在 1.4.3的色譜條件下進行測定,結果見表 2。小麥中溴甲烷低濃度水平回收率為 71.40%,中濃度水平回收率為 86.77%,高濃度水平回收率為 77.71%。

表2 回收率測定試驗結果

3 結論

以正己烷為溶劑,通過酸回流提取,用毛細管色譜分離的方法檢測小麥中殘留的溴甲烷,操作簡便、結果準確、靈敏度高。在 0～47μg/mL范圍內,色譜峰面積與濃度有較好的線性關系,標準工作曲線相關系數 R2為 0.999 7,檢測限為 0.02 mg/kg。小麥中溴甲烷中濃度水平回收率較高,為 86.77%。

[1]諶運清,姜良郎,蘇長流.溴甲烷在我國的應用現狀和前景分析[J].中國進出境動植檢,1997(4):38-40

[2]馬承鑄.農用溴甲烷的淘汰和代用品的發展前景[J].上海農業學報,1999,15(3):62-64

[3]黃慶林,高崇省.帳幕熏蒸中溴甲烷氣體濃度變化規律及檢測標準的研究[J].植物檢疫,1998(6):321-325

[4]中村由美子.在貯藏、蒸煮過程中有機磷農藥和溴甲烷在稻米中的殘留[J].國外農學 -植物保護,1994,7(2):31-32

[5]Bell CH.Fumigation-The few remaining compounds[J]. Phytoparasitica,2002,30(1):3～6

[6]GB2715-2005糧食衛生標準分析方法[S]

[7]Seo S TBalock J W,BurdittAK Jr,et al.Residues of ethyl2 ene di bromide,methyl bromide and ethylene chlorobromide resulting from fumigation of fruits and vegetables infestedwith fruit flies[J].J.Econ Entomal.,1970,63(4):1093-1094

[8]吳玉鑾,杜志峰,郭新東,等.頂空氣相色譜法測定食品中溴甲烷的殘留量[J].現代食品科技,2007,23(8)77-79

[9]王海濤,張睿,段宏安,等.毛細管氣相色譜法檢測食品中溴甲烷殘留量[J].口岸衛生控制,2004(1):16-18

[10]GB/T 16084—1995車間空氣中溴甲烷的直接進樣氣相色譜測定方法[S].

DetectingMethylBromide Residue inWheat by Capillary Chromatography

Zhang Hao1Ji Junmin1Wu Bing2Li Xueqin1
(Grain&Food College,Henan University of Technology1,Zhengzhou 450052)
(Quality Testing CenterL imited Company of China Grain Reserves Corporation Henan Branch2,Zhengzhou 450003)

A determination method of methyl bromide residue in wheat by capillary chromatography was stud2 ied.The procedure of the developed method is as follows:Using n-hexane i mpregnant and acid circumfluence,the methyl bromide residue in wheat is separated by capillary chromatogram columniation and detected by ECD detector. The linear plots obtained are in range of 0～47μg/mL with detection limit of 0.02 mg/kg.The correlation coefficient of standard analysis curve is 0.999 7,linearity equation is y=90 484.89x,and recoveries range from 71.4% to 86.77%.Thismethod is shown to be simple,sensitive and precise.

capillary chromatography,wheat,methyl bromide,deter mination

TS210.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-0174(2010)06-0119-04

國家標準制定項目(20071604-T-449)

2009-06-08

張浩,男,1977年出生,碩士,講師,農產品儲藏與品質分析