分散固相萃取-氣相色譜法快速測定茶葉中27 種常見含鹵素農藥殘留

鮑治帆，官興麗，謝吉林，吳曉剛，張 偎，肖海軍

（大益集團勐海茶業(yè)有限責任公司技術中心實驗室，云南 勐海 66 6200）

分散固相萃取-氣相色譜法快速測定茶葉中27 種常見含鹵素農藥殘留

鮑治帆，官興麗，謝吉林，吳曉剛，張 偎，肖海軍*

（大益集團勐海茶業(yè)有限責任公司技術中心實驗室，云南 勐海 66 6200）

采用分散固相萃取-氣相色譜法對茶葉中27 種含鹵素農藥殘留量進行測定。經(jīng)丙酮-正己烷（l：1，V/V）提取后，直接加入無水硫酸鈉、硅鎂型吸附劑及活性炭凈化，使用DB-17毛細管氣相色譜柱、微電子捕獲檢測器，對茶葉中27 種含鹵素農藥殘留量進行測定。該方法樣品平均加標回收率為82.2%～113.4%，相對標準偏差為1.2%～6.0%；茶葉中27 種含鹵素農藥多殘留檢出限為0.005～0.075 mg/kg。

茶葉；農藥殘留；分散固相萃取；氣相色譜-電子捕獲檢測器

隨著中國社會的快速發(fā)展，人民生活水平日益提高，食品安全問題也越來越多的受到了社會的關注。作為中國傳統(tǒng)飲品的茶葉，農藥殘留問題無疑也成為食品安全中的焦點，直接影響我國茶葉的出口[1-2]。目前國內茶葉種植未能做到完全不施用農藥，茶農在農藥的使用上也存在不科學或濫用的情況，一定程度上會造成成品茶農藥殘留超標[3]。

農藥按用途可分為殺蟲劑、殺螨劑、殺軟體動物劑、殺菌劑等，按來源可分為礦物源農藥、生物源農藥和化學合成農藥等，化學合成的農藥主要為有機磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯和有機氯化合物等[4]。其中，茶葉中有機氯和擬除蟲菊酯類農藥殘留的研究國內外均有報道[5-9]。農藥殘留檢測技術一直都是國內外研究的熱點，而樣品前處理方法較為關鍵[10-12]。目前茶葉農殘的提取方法有固相萃取法、超臨界流體提取法、固相微提取法、微波輔助提取法、加速溶劑提取法、基質固相分散提取法，以及凝膠滲透層析等[10,13]。檢測方法有氣相色譜、氣質聯(lián)用、高效液相色譜、液質聯(lián)用等[13]。由于國內多項茶葉農殘檢測標準方法需使用固相萃取小柱或填充柱對樣品提取液進行凈化，導致檢測用時較長，成本較高，不適用于日常大批量檢測[14-16]。本實驗以固相萃取法（solid phase extraction，SPE）作為樣品前處理方法，但凈化過程未使用固相萃取小柱，著重從改善日常檢測效率和降低檢測成本入手，開發(fā)出一種快速準確檢測茶葉農藥殘留的分散固相萃取-氣相色譜法檢測方法以滿足茶葉品質控制批量檢測的需要。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

曬青毛茶 市購；活性炭（粉狀分析純，用3.0 mol/L的鹽酸浸置過夜，蒸餾水洗滌至中性，于90 ℃將水分蒸干，110 ℃恒溫3 h，備用[17]）；硅鎂型吸附劑（60～100 目白色細分，分析純，在600～650 ℃灼燒3 h。用前于130 ℃烘5 h，儲存于干燥器內備用）；無水硫酸鈉（在700 ℃灼燒4 h，用前于130 ℃烘5 h，儲存于干燥器內備用[18]）；乙腈（色譜純） 美國Tedia公司；丙酮、正己烷（色譜純） 美國Fisher Scientific公司。

標準物質：除蟲脲、氟鈴脲、氟蟲脲、α-六六六、β-六六六、γ-六六六、δ-六六六、三唑酮、氟菌唑、α-硫丹、β-硫丹、硫丹硫酸鹽、p’p,-DDT、p’p,-DDE、o’p,-DDT、p’p,-DDD、戊唑醇、三氯殺螨醇、聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、氟氰戊菊酯、氰戊菊酯、苯醚甲環(huán)唑、溴氰菊酯購自農業(yè)部環(huán)境質量監(jiān)督檢驗測試中心，質量濃度均為100 μg/mL，以正己烷作溶劑把標準物質配制成10 μg/mL的混合標準儲備液，存于0～4 ℃冰箱。

1.2 儀器與設備

7890A氣相色譜儀附電子捕獲檢測器、DB-17毛細管柱 美國Agilent公司；回旋振蕩器 國華電器有限公司；氮吹儀 北京帥恩科技有限責任公司；漩渦混合器海門麒麟貝爾儀器制造有限公司；低速離心機 安徽中科中佳科學儀器有限公司；高效粉碎機、茶葉篩分機上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

1.3.1.1 制備

選取具代表性茶葉樣品200 g，用粉碎機粉碎并通過1.0 mm圓孔篩，混勻待檢。

1.3.1.2 提取

稱取已制備好的茶樣1.000 g于10 mL塑料離心管中，加入5 mL丙酮-正己烷（l：1，V/V）振蕩提取15 min后移入離心機，以4 500 r/min的轉速離心5 min，將上清液移入另一根10 mL塑料離心管，殘渣再用相同方法提取一次，合并上清液。

1.3.1.3 凈化

在合并后的上清液中分別加入1 g弗洛里硅土粉末，1 g活性炭粉末和3 g無水硫酸鈉，于渦旋混合器渦旋2 min，再以4 500 r/min的轉速離心5 min，取上清液于試管中，殘渣用10 mL丙酮清洗一次再次離心合并上清液，用氮吹儀吹干，加入正己烷至1 mL，供氣相色譜分析。

1.3.2 色譜條件

色譜柱：DB-17（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；色譜柱溫度：80 ℃保持1 min，然后以30 ℃/min升溫至180℃，再以3 ℃/min升溫至205 ℃保持4 min，再以20 ℃/min升溫至290 ℃保持2 min；載氣：氮氣（純度≥99. 999%），流速3 mL/min；進樣口溫度：260 ℃；進樣量：1 μL；進樣方式：無分流進樣；檢測器溫度：320 ℃。

2 結果與分析

2.1 樣品前處理條件

2.1.1 提取溶劑的選擇

茶葉農藥殘留檢測提取溶劑常有丙酮、乙腈、正己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯等，不同溶劑對農殘的提取效率有很大區(qū)別，而有機氯和擬除蟲菊酯類農藥在乙腈、丙酮、正己烷中均有較高的溶解度[19-20]。為了提高提取效率，分別選擇乙腈、丙酮、丙酮-正己烷（l：1，V/V）作為提取劑，進行回收率對比實驗，結果見圖1。使用丙酮提取的回收率要優(yōu)于其他兩種溶劑，均達82.89%以上，但是，由于丙酮極性較強，大量雜質也隨之提出，會給凈化帶來一定困難。而乙腈提取的雜質等干擾物質較少，但實際提取效率較低，故選擇丙酮-正己烷（l：1，V/V）作為前處理的提取溶劑。

表1 提取溶劑的選擇Table1 Effect of extract solvent type on the recoveries of organochlorine and pyrethroid pesticide residues

2.1.2 凈化吸附劑及洗脫溶劑的選擇

目前茶葉凈化一般使用活性炭小柱、弗洛里硅土小柱以及TPT小柱等[19]，實質上是運用了不同填充材料的吸附性不同。本實驗使用無水硫酸鈉除水分、活性炭及弗洛里硅土作為凈化吸附劑，但并未填充到小柱中，而是直接添加到提取液中，除了能夠有效的排除色素等雜質的干擾，還能節(jié)約成本提高檢測效率。

溶劑對凈化吸附劑的脫附效果是檢測準確率的關鍵因素之一。本實驗對乙腈、丙酮、丙酮-正己烷（l：1，V/V）3 種常用洗脫溶劑的脫附效果進行了對比，結果如表2所示。乙腈脫附后的回收率在43.75%～105.23%之間，氟蟲脲等農殘的回收率較低，丙酮-正己烷（l：1，V/V）及丙酮脫附后的回收率較高，分別為68.26%～109.58%和88.47%～116.71%。因此，選擇丙酮作為脫附溶劑。

表2 脫附溶劑的選擇Table2 Effect of desorption solvent type on the recoveries of organochlorine and pyrethroid pesticide residues

2.2 色譜圖及色譜條件的確定

2.2.1 色譜圖

圖1 混合標準工作液氣相色譜圖Fig.1 GC chromatogram of mixed standards

用正己烷將上述混合標準儲備液稀釋成質量濃度為1.0 μg/mL的混合標準工作液，在1.3.2節(jié)色譜條件下進樣，得到標準品色譜圖如圖1所示。本方法對所有檢測項目的響應良好，分離度較高。

2.2.2 色譜條件的確定

使用不同升溫程序對混合標準工作液的進樣譜圖進行對比，分別對一階升溫程序：80 ℃保持1 min，然后以20 ℃/min升溫至290 ℃，保持11.5 min；二階升溫程序：80 ℃保持1 min，然后以30 ℃/min升溫至205 ℃，保持4 min，再以20 ℃/min升溫至290 ℃保持9.5 min；三階升溫程序：80 ℃保持1 min，然后以30 ℃/min升溫至180 ℃，再以3 ℃/min升溫至205 ℃保持4 min，再以20 ℃/min升溫至290 ℃保持2 min進行對比。各條件下的混合標準工作液譜圖經(jīng)過比較后，發(fā)現(xiàn)采用三階升溫程序可以使各目標峰分離度相對于一階和二階較為理想，滿足農殘檢測要求，所以本方法采用三階升溫進行檢測。

2.3 標準曲線及方法檢出限

為了使檢測結果更為準確檢測范圍更廣，本方法在建立標準曲線時采用了12 個質量濃度梯度（為排除茶葉基質效應干擾，使用茶葉空白基質配備標準溶液），分別為2.000、1.333、1.000、0.667、0.500、0.333、0.250、0.167、0.125、0.084、0.063、0.042 μg/mL。以峰面積和質量濃度為變量，經(jīng)儀器制作標準曲線，27 種農藥其線性范圍、線性方程、相關系數(shù)和方法檢出限（以3 倍信噪比計算得出）見表3。相關系數(shù)及檢出限均達到了農藥殘留檢測的要求。

表3 線性方程、相關系數(shù)及檢出限Table3 Linear equationwith and limit of detection for organochlorine and pyrethroid pesticides

2.4 加標回收率及精密度檢測

表4 加標回收率及精密度Table4 Recoveries and precision (RSDs) of organochlorine and pyrethroid pesticides

圖2 空白茶樣譜圖Fig.2 Chromatogram of blank sample

圖3 加標0.1 mg/kg茶樣譜圖Fig.3 Chromatogram of spiked sample (0.1 mg/kg)

稱取相同的3份茶樣作為基質，分別用移液槍添加質量濃度為0.10、0.50、1.00 μg/mL的混合標準工作液至茶樣中，充分混勻后用上述方法進行檢測，每個樣品平行檢測6次，結果如表4所示。該方法樣品平均加標回收率為82.2%～113.4%，相對標準偏差為1.2%～6.0%加標回收率及精密度完全達到了農藥殘留檢測的要求，空白茶樣及加標0.1 mg/kg茶樣色譜圖見圖2、3。

2.5 樣品檢測

為更好的驗證方法的實用性，用此方法對3 個從市場上購買的曬青毛茶樣品（分別編號為A、B、C）進行了農藥殘留檢測，檢測結果如表5所示，檢測譜圖選取了A樣品的譜圖如圖4所示。

表5 樣品檢測結果Table5 Analytical results of real samples

圖4 A樣品檢測譜圖Fig.4 Chromatogram of sample A

3 結 論

該方法樣品平均加標回收率為82.2%～113.4%，相對標準偏差為1.2%～6.0%；茶葉中27 項含鹵素農藥多殘留檢出限為0.005～0.075 mg/kg。該方法檢測茶葉中27 種常見含鹵素農藥殘留分離度高、靈敏度好、回收率理想、操作簡單快速、節(jié)約成本、同時檢測的項目多，能夠滿足實驗室日常批量檢測的要求。

農藥殘留的檢測方法發(fā)展至今已經(jīng)有成千上萬種，但是運用色譜或質譜檢測農殘的方法前處理一般都以提取凈化為主，必要的時候還需要使用一些其他手段來達到檢測目的，比如衍生等。檢測成本或檢測效率與前處理方法有著直接的聯(lián)系。該固相萃取法的優(yōu)點在于凈化時無需使用固相萃取小柱或者填充凈化柱，有效的節(jié)省了過柱子的時間和濃縮的時間，降低了購買固相萃取小柱的成本并提高了檢測效率。

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Rapid Determination of 27 Kinds of Common Halogen-Containing Pesticide Residues in Tea by Dispersive Solid-Phase Extraction and Gas Chromatography

BAO Zhi-fan, GUAN Xing-li, XIE Ji-lin, WU Xiao-gang, ZHANG Wei, XIAO Hai-jun*
(Laboratory of Technology Center, Menghai Tea Industry Limited Liability Company, Menghai 666200, China)

Residues of 27 kinds of common halogen-containing pesticides in tea were determined by dispersive solidphase extraction and gas chromatography. Tea samples were extracted with acetone-hexane (l:1, V/V) and the extracts were purified by adding anhydrous sodium sulfate, florisil and activated carbon. The purified extracts were separated on a DB-17 capillary column, and detected with an electron capture detector (ECD). The average recovery of standard addition was 82.2%–113.4% with relative standard deviation of 1.2%–6.0% in tea samples by this method. The limit of detection for 27 kinds of common halogen-containing pesticide residues in tea was 0.005–0.075 mg/kg.

tea; pesticide residues; dispersive solid-phase extraction; gas chromatography-electron caputure detector

TS207.3

A

1002-6630（2014）10-0174-05

10.7506/spkx1002-6630-201410033

2013-08-05

云南省企業(yè)技術中心創(chuàng)新能力建設項目（2009D1037）

鮑治帆（1988—），男，助理工程師，學士，研究方向為普洱茶食品安全。E-mail：baozhifan@126.com

*通信作者：肖海軍（1978—），男，工程師，碩士，研究方向為普洱茶發(fā)酵與保健功能。E-mail：xiaobing781218@163.com