出口蔬菜中多種保鮮劑的檢測方法

張婧涵

蔬菜是我國的重要出口產品之一。如何能夠更好地保存出口蔬菜是行業面臨的問題之一，為了解決這個問題，許多農戶和商家選擇了使用化學保鮮劑的方法。相較于天然保鮮劑來說，化學保鮮劑具有成本低、易操作等特點，深受農戶與商家的青睞。但是如果保鮮劑使用量超標，就會給人體造成傷害。本文進行了出口蔬菜中多種保鮮劑殘留的檢測，通過實驗得到氣相色譜-質譜法中最佳的溶劑使用類別和使用量，提高了氣相色譜分析法檢測農產品保鮮劑殘留的準確度與精確度。

出口蔬菜保鮮劑殘留超標是容易發生的現象。對于內陸地區來說，出口蔬菜要面臨長距離的運輸，商家必須保證蔬菜在運輸過程中不會自然腐爛，保證送到消費者面前的是新鮮的蔬菜，因此保鮮劑的使用就是必需的。部分商家沒有科學知識，不了解多少用量是合規無害的，同時又非常希望蔬菜不會在途中腐爛，所以就可能加大保鮮劑的使用量，最終導致蔬菜上殘留化學保鮮劑超標。行業中使用最多的是化學保鮮劑，化學保鮮劑實質上就是農藥，如果過多地殘留在蔬菜上會讓蔬菜無法達到人們的口感要求，甚至會對人體造成不可逆轉的傷害。蔬菜在出口之前要做化學物殘留的檢測，然而國際標準中對蔬菜的殘留物檢測規定并不全面和細致，也存在一些落后于科技發展的標準，比如有明確蔬菜保鮮劑殘留量限制的保鮮劑種類不多，而且限制量上限比較高。出于對消費者餐桌安全和消費信息的考慮，業內必須提高生產安全意識，認識到出口蔬菜化學保鮮劑殘留超標的嚴重性，積極利用已有技術或者創造新的技術提高化學物檢測精度與準確度，筑牢食品安全防線。

一、研究方法概述

蔬菜上殘留的化學保鮮劑的成分比較多且雜，如果對每種物質都單獨檢測就會造成檢測項目多、檢測時間長的問題，浪費更多的時間與資源，降低檢測效率，給蔬菜出口通關造成困擾。因此，業界致力于發展和應用能夠同時檢測多種化學有機物的檢測方法，這些檢測方法具有靈敏、快速、便捷等特點，有利于縮短檢測時間、提高檢測效率。目前常用的多種保鮮劑殘留物檢測的方法包括液相色譜法、氣相色譜法、液相色譜-質譜法、氣相色譜-質譜法，還有免疫分析法等等，色譜法利用了樣品中的有機物性質不同，通過特殊的技術手段，讓不同物質的物化性質顯現，利用一定的轉換手法，讓研究人員能夠推斷出某種物質的存在和含量，按照流動相即帶動樣品移動物質的狀態不同，色譜法被劃分為氣相色譜法與液相色譜法。在氣相色譜法中，作為流動相的是某種氣體，這種氣體在色譜法中被叫做載氣。氣相色譜法擁有更高的分離效果和解析速度，將其與能夠獲取物質結構信息的質譜分析法結合起來就能得到高效的保鮮劑殘留物檢測方法。曹淑瑞運用氣相色譜-質譜分析法成功地檢測出了白菜、甘藍上殘留的三唑酮、腈菌唑等保鮮劑成分，謝建軍使用氣相色譜-質譜分析法檢測出了蘋果、山竹等水果上殘留的超過一百種保鮮劑化學物質殘留，李雪等使用氣相色譜-質譜分析法對果蔬上的化學殘留物成功地做出了定量分析。

同時，檢測多種保鮮劑意味著必須充分考慮和利用不同保鮮劑成分的不同理化性質，在試劑的選用上必須經過多次實驗，選擇對各個成分檢出影響最小的。樣本的檢測前，處理是檢測的關鍵一環，常用的液液萃取需要耗費過多的溶劑，經濟性較差，固相萃取法進行樣本處理與樣本凈化耗費的時間過長，效率較低，也不適合用于多種保鮮劑檢測中。QuEChERS是現在很流行的樣本前處理方法，該方法使用的材料和器材不多，經濟效益很好，耗費的時間短，操作簡單，在實際工作中被證明是經濟實用的，因此廣受人們認可，在近些年得到了快速發展。

二、實驗過程

（一）材料與樣本

儀器：7890-5975C氣相色譜-質譜儀，Sartorius BS224S型天平，3-30K臺式高速冷凍離心機，XH-B型渦旋振蕩混合器，4011Digital旋轉蒸儀，Eppendorf移液器。

材料：乙腈、丙酮、乙酸乙酯、正己烷，PSA（乙二胺-N-丙基硅烷，粒度60μm），ODS（十八烷基硅烷鍵合硅膠，粒度 60μm），C18固相萃取柱（6mL，0.50g），活性炭固相萃取柱（6mL，0.50g），NH2固相萃取柱（6mL，0.50g）。

蔬菜樣本為本地大型超市的辣椒、黃瓜、甘藍、白菜、茄子等商品。

（二）溶液配制

本實驗使用外標法測量樣本中成分與其濃度，外標法需要配置標準溶液，首先得到標準溶液的質譜，將其各個鋒面的高度與面積與成分濃度對應起來繪制標準曲線，用作樣本中各成分的定量對比分析。

標準儲備液：將標準物質各稱量0.01克放于燒杯中，加入少量丙酮溶液，待燒杯中的物質充分溶解后將其轉移到10毫升容量瓶中，按照配置固定濃度溶液的方法，配置以丙酮為溶劑的濃度為1000毫克每升單標儲備液。

混合標準溶液：取適量配好的標準儲備液，用與配置標準儲備液同樣的方法，配置以丙酮為溶劑的16種保鮮劑物質的混合標準溶液。

兩種溶液均放置于-18攝氏度環境下保存備用。

（三）樣品處理

辣椒、黃瓜、甘藍、白菜、茄子等蔬菜各稱取250克，用勻質器將蔬菜制作成質地均勻的蔬菜漿，將其各自放置于干凈的容器中，做好容器上的信息標識，最后放置于4攝氏度的環境下保存待用。

做好的蔬菜勻漿還要經歷提取與凈化兩個步驟才能正式做保鮮劑檢測。

提取：提取是指將蔬菜中的保鮮劑成分提取出來。將蔬菜勻漿取出10克，做好螺旋蓋聚四氟乙烯離心管儀器的清潔與調試工作，避免在使用過程中對樣本造成污染或者發生故障，在離心管中放入勻漿與10毫升乙腈、4毫升濃度為2摩爾每升的乙酸銨溶液，渦旋振蕩2分鐘，使其充分接觸形成穩定的物質狀態，然后加入5克氯化鈉，同樣進行渦旋震蕩1分鐘，之后將渦旋震動后形成的物質置于離心機內，將離心機調試到適當的轉速，離心過程持續3分鐘，該步驟完成后，物質將分為兩相即容器內形成兩部分互不相容的物質，將其中的有機相提取出來。再次進行此系列操作，得到另一份有機相，將兩份有機相融合。

凈化：凈化是為了去除溶液中與檢測保鮮劑無關的雜質，降低雜質對檢測結果的干擾。具體操作是取10毫升提取步驟中得到的有機相放置入15毫升的螺旋蓋聚四氟乙烯離心管中加入100毫克粒度60微米乙二胺-N-丙基硅烷，150毫克粒度60微米的十八烷基硅烷鍵合硅膠，500毫克的無水硫酸鎂，渦旋1分鐘，以每分鐘5000轉的轉速將渦旋后的溶液離心3分鐘，將離心后的溶液的上清液取出放置于25毫升的旋蒸瓶中，清潔與調試旋轉蒸儀，保證其正常運轉，將旋蒸瓶放到儀器上，啟動，蒸干過程中要維持環境溫度不能高于40攝氏度。觀察溶液狀態，溶劑幾乎被全部蒸干時關上儀器，用丙酮溶解得到的物質，過0.22微米有機濾膜于氣相進樣容器中，待用。

三、實驗結果

（一）16 種保鮮劑的色譜圖

按照前步驟配置濃度為每升1毫克的16種保鮮劑混合標準溶液，使用色譜、質譜分析儀器分析，操作過程中保證儀器在最佳狀態下運轉，保證實驗所用材料符合實驗要求，最后得到標準色譜圖。該混合標準溶液中的16種保鮮劑在色譜分析法中有很好的分離度，使用色譜分析蔬菜上的保鮮劑殘留是可行的。

根據標準混合溶液的色譜峰面積與各個保鮮劑濃度繪制標準曲線，用作樣本保鮮劑含量定性分析與定量分析的依據。以峰面積為縱軸和因變量，以濃度為橫軸和因變量，利用專業數據分析軟件進行線性回歸分析，結果顯示，在每升0.02毫克到2毫克的濃度范圍內，峰面積與濃度之間呈現較規律的線性關系。

（二）方法的回收率和精密度

回收率是有效樣本數量與總樣本數量的比例，精密度是由相同條件下進行試驗得到結果，也就是最小實驗偏差，與完全不同的條件下實驗得到的結果，也就是最大實驗偏差，兩者共同決定了它是衡量實驗結果準確的重要指標。在辣椒、黃瓜、甘藍、白菜、茄子等蔬菜勻漿中加入制好的混合標準溶液，然后按照上述方法測量實驗的回收率與精密度。結果顯示，實驗的樣本回收率波動率較小，樣本回收程度較高，精密度較高，得到的實驗結果與實際情況基本吻合，實驗結果可靠。

此外，以三倍信號噪聲比計算能夠檢出某物質存在的最低含量值即檢出限（LOD），以十倍信號噪聲比計算能夠檢出某物質含量的最低含量值即定量限（LOQ），計算結果顯示保鮮劑的檢出限濃度為每千克0.004微克到0.965微克，檢出限濃度為0.013微克到3.215微克。

（三）實際樣品檢測

本實驗中的樣品蔬菜檢測結果顯示，只有幾種蔬菜檢測含有某幾種化學保鮮劑，大部分的蔬菜沒有被檢測出內部殘留了化學保鮮劑。本實驗是在優化后的現有最佳條件下進行的，實驗過程嚴格遵守相關的操作標準與操作要求，實驗結果真實可靠。因此可以推斷，我國的出口蔬菜的化學保鮮劑殘留水平較低，能夠達到出口標準，在沒有特殊情況時，該保鮮劑殘留劑量不會傷害到消費者的身體健康。

四、討論

（一）提取溶劑的優化選擇

由于16種保鮮劑的物理性質存在很大差別，不同溶劑的溶解度都有所不同，因此本實驗使用不同的溶劑進行了回收率測試，以確定哪種溶劑更有利于有效提取16種保鮮劑。本實驗測試了丙酮、正己烷-乙酸乙酯、乙腈三種溶劑的溶解水平，綜合來看，乙腈對所有種類的保鮮劑的溶解水平都是中等偏上的，因此本實驗選取了乙腈溶劑。

16種保鮮劑中的羥基苯甲酸酯類保鮮劑顯弱酸性，如果能夠調節溶液的PH值，那么就能使這類保鮮劑更容易溶于乙腈溶劑。以此為理論基礎，實驗考慮在溶液中加入乙酸銨緩沖溶液調節溶液酸堿度。根據現有的研究資料證明，在溶液中加入每升2摩爾濃度的乙酸銨緩沖溶液，能夠明顯提高羥基苯甲酸酯類保鮮劑的回收率。本實驗驗證了加入不同劑量乙酸銨緩沖溶液下保鮮劑的回收率，結果顯示，當加入4毫升緩沖液時回收效果最好，且對其他類別的保鮮劑回收率沒有明顯影響，因此本實驗在樣本溶液中加入了4毫升濃度為每升2摩爾濃度的乙酸銨緩沖溶液。

（二）凈化條件的優化選擇

相關QuEChERS樣本前處理文件說明，樣本溶液的凈化主要使用PSA吸附劑、ODS吸附劑與GCB，其中GCB吸附劑能夠有效去除溶液中的色素成分，但是其對于多酚類和某些化合物的回收效果較差，因此本實驗沒有使用GCB吸附劑，而是使用了PSA、ODS兩種吸附劑。

為了確認何種劑量能夠達到最好的凈化效果，本實驗使用了控制變量法測試了不同劑量下的樣本的回收率。統一使用辣椒這個實驗基質，添加相同濃度的16種保鮮劑，濃度固定為每千克0.05毫克。首先固定ODS吸附劑的用量，加入0到200毫克之間均勻排布的五個PSA吸附劑用量水平，測試回收效果。結果顯示，PSA吸附劑的用量為100毫克時總體回收效果更好。然后固定PSA吸附劑的用量為100毫克，其他實驗元素保持不變重復上述步驟。結果顯示，不同水平的ODS吸附劑用量對保鮮劑的回收水平沒有明顯影響。接著對ODS吸附劑處理后的樣本做譜圖分析，譜圖顯示，樣本中殘留最多的雜質包括三種：二乙基草酰胺、苯胺和5-乙酯基氨基-8-甲氧基喹啉，150毫克的ODS吸附劑用量能夠很好地去除苯胺雜質，但是對其他兩種雜質的去除效果不是很好，50mg ODS吸附劑對5-乙酯基氨基-8-甲氧基喹啉凈化效果最好。根據對其作用原理的推斷，實驗者判斷使用150毫克的ODS吸附劑的整體實驗效果最好。

很多實驗都需要濃縮樣本溶液，在通常情況下，采用最多的是利用氮氣吹干，在一般的實驗中，這種方法是最經濟也是最快速的。但是本實驗的提取溶劑是乙腈，氮氣沒辦法在短時間內吹干乙腈。出于對整個實驗的效率考慮，本實驗使用了旋轉抽干。

結論

本研究優化了氣相色譜-質譜研究法檢驗出口農產品殘留化學保鮮劑的方法和過程，證明了檢驗16種保鮮劑時使用乙腈溶劑并且加入4毫升濃度為每升2摩爾濃度的乙酸銨緩沖溶液能夠提高保鮮劑回收率，100毫克PSA吸附劑與150毫克的ODS吸附劑用量凈化效果最好。