頂空固相萃取-磷化氫測定儀快速檢測糧食中磷化氫殘留

陳培棟 薛科 陳志華 唐瑋娜 朱睿寅 朱江

摘要：建立了頂空固相萃取-磷化氫測定儀快速測定糧食中磷化氫殘留的方法。結果表明：其最佳頂空固相萃取條件為60 ℃恒溫萃取30 min。頂空固相萃取-磷化氫測定儀法線性范圍為0.000 17～0.002 8 mg/kg，相關系數0.999 7，測定低限為0.000 17 mg/kg；檢測結果重復性較好，相對標準偏差（RSD）2.9%，樣品加標平均回收率95.9%。與傳統的鉬藍比色法相比具有快速、簡便、靈敏度高等特點，適用于糧食中磷化氫殘留的快速測定。

關鍵詞：頂空固相萃取；磷化氫測定儀；糧食；磷化氫殘留

中圖分類號：TS210.7 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210325

目前我國糧食部門普遍通過磷化氫熏蒸來保障糧食儲藏安全[1-2]。但磷化氫有劇毒、極易擴散且滲透性強，熏蒸過后容易殘留在糧食中。由于磷化氫對人、牲畜等哺乳動物毒害性較強，因此糧食中磷化氫殘留問題一直受到各界的高度重視，聯合國糧農組織、世界衛生組織以及我國國家標準都規定磷化氫在糧食中最大殘留限量為0.05 mg/kg。

目前國內磷化氫殘留量測定的國家標準方法為鉬藍比色法，其磷化物（以PH3計）的檢出限為0.01 mg/kg，且操作繁瑣、耗時長，靈敏度低，重現性差。采用頂空氣相色譜法測定糧食中磷化氫殘留量在國內已有許多報道[3-5]，頂空氣相色譜法具有準確度高，穩定性強，靈敏度高等特點。但是氣相色譜儀操作復雜，儀器成本較高且對檢驗人員有較高的技術要求。

無錫中糧工程科技有限公司研制了磷化氫專用氣相色譜儀——ZL-1型糧食中磷化氫測定儀，該產品采用對磷化物具有高選擇性、高靈敏度的火焰光度檢測器，以磷化氫標準氣體進行定性，多點校準外標法定量，具有操作簡便、自動計算、定量分析精度高等優點。本實驗擬建立一種頂空固相萃取-磷化氫測定儀測定糧食中磷化氫殘留的方法，能夠快速準確的測定糧食中磷化氫殘留量。

1 材料與方法

磷化氫釋放劑：無錫中糧工程科技有限公司；磷化氫標準氣體：北京北氧特種氣體研究所有限公司；高錳酸鉀（分析純）、硫酸（優級純）、鹽酸（優級純）、磷酸二氫鉀（分析純）、鉬酸銨（分析純）、亞硫酸鈉（分析純）、氯化亞錫（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；實驗用水均為三級水。

1.2 儀器與設備

ZL-1型糧食中磷化氫測定儀：無錫中糧工程科技有限公司；ZL-1型頂空固相萃取器：無錫中糧工程科技有限公司；722N可見分光光度計：上海菁華科技儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 磷化氫測定儀標準工作曲線繪制

采用標準磷化氫氣體稀釋至不同濃度，0.012 5、0.025 0、0.050 0、0.100、0.200 mL/m3共5個濃度點，每個濃度點平行進樣測定3次，以各濃度測定峰面積y對磷化氫濃度x作線性擬合。

1.3.2 頂空固相萃取

稱取谷物試樣（5.00 ± 0.05） g裝入50 mL萃取池內，滴入3～4滴磷化氫釋放劑，立即裝入活塞推至50 mL處，用堵頭堵住萃取池氣口并固定好活塞，將萃取池放入恒溫套內固定。通過設定實驗所需的反應時間后打開頂空固相萃取器開關，使萃取池在恒溫套內作360°翻滾式旋轉，反應結束后取出萃取池，直接將萃取池內氣體注入磷化氫測定儀，系統將自動計算出磷化氫濃度。

1.3.3 萃取條件優化

（1）萃取時間：稱取（5.00 ± 0.05） g樣品，在萃取溫度60 ℃，恒溫套轉速15 r/min條件下，研究不同萃取時間（分別為10、20、30、40 min）條件下同一樣品釋放磷化氫濃度變化。

（2）萃取溫度：稱取（5.00 ± 0.05） g樣品，在恒溫套轉速15 r/min，萃取30 min條件下，研究不同萃取溫度（分別為30、40、50、60、70 ℃）條件下，同一樣品釋放磷化氫濃度變化[6-8]。

1.3.4 糧食中磷化氫含量計算

x = c×0.013 9 （1）

式中：x為糧食中磷化氫含量，mg/kg；c為萃取池內磷化氫濃度，mL/m3；0.013 9為轉換系數。

1.3.5 加標樣回收率實驗

將2 mL/m3標準磷化氫氣體用注射器準確取50 mL注入100 mg乙醇中密封，置于室溫4 h，每隔1 h顛倒4次，加速磷化氫溶解。將配置好的磷化氫乙醇溶液避光倒置保存于室溫條件，供下一步測定分析。

在（5.00 ± 0.05） g空白糧食樣品中加入磷化氫乙醇溶液密封混勻靜置過夜，將樣品磷化氫含量制成0.1 mg/kg，通過頂空固相萃取-磷化氫測定儀法測定樣品磷化氫殘留，計算回收率。

1.3.6 重復性測試

抽取磷化氫標準氣體稀釋至0.2 mL/m3，將磷化氫標準氣體注入磷化氫測定儀進行檢測分析，平行測定5次。用頂空固相萃取-磷化氫測定儀法測定同一熏蒸過的粳稻谷樣品，稱取5 g稻谷樣品，在萃取溫度60 ℃，恒溫套轉速15 r/min條件下萃取30 min，平行測定10次。

1.3.7 鉬藍比色法測定磷化氫

按GB/T 25222—2010 《糧油檢驗 糧食中磷化物殘留量的測定 分光光度法》執行。

2 結果與討論

2.1 磷化氫測定儀標準工作曲線和磷化氫含量測定低限

如圖1所示，磷化氫濃度x與峰面積y線性方程為y =106x + 4 214.9，R2=0.999 7，說明磷化氫測定儀峰面積與磷化氫濃度線性關系良好。糧食磷化氫檢測儀線性范圍為0.012 5～0.200 mL/m3，測定低限為0.012 5 mL/m3，根據方法式（1）計算，頂空固相萃取-磷化氫測定儀法線性范圍為0.000 17～0.002 8 mg/ kg，測定低限為0.000 17 mg/kg。

2.2 萃取條件優化

2.2.1 萃取時間

由圖2可知，磷化氫濃度隨萃取時間的增加而增大，而萃取時間超過30 min后釋放出的磷化氫濃度開始降低，因此萃取時間選擇30 min為佳。

圖2 不同萃取時間對磷化氫濃度的影響

2.2.2 萃取溫度

由圖3可知，同一樣品釋放磷化氫濃度隨萃取溫度的增加而增大，而萃取溫度在60 ℃左右釋放的磷化氫濃度趨于相同，因此綜合考慮選擇60 ℃為萃取溫度。

2.3 重復性測試

抽取磷化氫標準氣體稀釋至0.2 mL/m3，將磷化氫標準氣體注入磷化氫測定儀進行檢測分析，平行測定5次測定結果見表1。

實驗用頂空固相萃取-磷化氫測定儀法測定同一粳稻谷樣品，稱取5 g稻谷樣品，在萃取溫度60 ℃，恒溫套轉速15 r/min條件下萃取30 min，平行測定10次測定結果見表2。

2.4 加標樣品回收率

用空白小麥加入標準磷化氫乙醇溶液制成加標量樣品，檢測頂空固相萃取-磷化氫測定儀法的回收率，平行測定5次實驗結果見表3，平均回收率95.9%，標準偏差0.004。

2.5 不同測定方法的對比

分別采用頂空固相萃取-磷化氫測定儀法與鉬藍比色法測定稻谷和小麥樣品中磷化氫殘留量，檢測結果見表4。結果表明頂空固相萃取-磷化氫測定儀法和鉬藍比色法所測得的磷化氫殘留量基本一致。

鉬藍比色法在實驗開始前就需要配制大量的實驗試劑，搭建復雜的實驗裝置，檢測4次的全過程至少需要耗費一整天的時間。而頂空固相萃取-磷化氫測定儀法無需配制試劑，實驗裝置簡單易用，檢測1次的時間在40 min左右，如果配有多臺頂空固相微萃取器同時工作，檢測時間將會更短。

糧食磷化氫快速測定儀整機一體化高，設有微量、常量雙量程氣體進樣閥，取樣可用外置手動和自動在線方式，內置式色譜工作站具有自動啟動功能，電子自動點火系統，儀器體積小、重量輕便于攜帶，可用于現場巡回檢測。磷化氫標準工作曲線繪制使用磷化氫標準氣體稀釋的方法獲不同濃度氣體，采用多點校準，以峰面積（或峰高）外標法多點校正制作標準工作曲線，曲線的響應值與濃度線性關系良好。該方法克服了自行配制標準氣體的麻煩，符合標準品規范，操作簡便、全自動計算、分析結果精度高。

3 結 論

糧食中磷化氫殘留量測定中樣品前處理和提取是關鍵，頂空固相萃取-磷化氫測定儀檢測糧食中磷化氫是快速、準確、靈敏、實用的新方法。實驗結果表明，頂空固相萃取-磷化氫測定儀法檢測糧食中磷化氫殘留量的重復性好，相對標準偏差（RSD）2.9%，檢測低限0.000 17 mg/kg，平均回收率95.9%，操作簡便，具有很高的應用推廣價值。頂空固相萃取-磷化氫測定儀法同時對于檢測堅果、枸杞、干果、干蔬菜、煙草、中草藥等的磷化氫殘留量具有重要的參考意義，值得進一步研究和討論。

參 考 文 獻

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[3] 尹立新，戴亞賀，唐德平.氣相色譜法測定糧食中的磷化鋁殘留量[J].糧油食品科技，1996（1）：21-22.

[4] 魯玉杰，閆巍.小麥中磷化氫殘留快速檢測方法的研究[J].河南工業大學學報（自然科學版），2009，30（2）：26-29.

[5] 林晨，劉利，王玉芹，等.氣相色譜法檢測面粉中磷化氫殘留量[J].分析測試技術與儀器，2008，14（2）：92-95.

[6] 李萍，朱玉香，陳煒，等.枸杞干果中磷化氫殘留量的檢測方法研究[J].寧夏農林科技，2011，52（9）：64-65.

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Headspace Solid Phase Extraction-Phosphine Determinator Rapid Determination of Phosphine Residues in Grain

Chen Peidong1， Xue Ke1， Chen Zhihua1， Tang Weina1， Zhu Ruiyin2， Zhu Jiang2

（ 1. Wuxi COFCO Engineering & Technology Co.， Ltd.， Wuxi， Jiangsu 214035； 2. Wuxi Laideng Technology Development Co.， Ltd.， Wuxi， Jiangsu 214028 ）

Abstract： A method for rapid determination of phosphine residues in grain with headspace solid phase extraction-phosphine determinator was developed. It was the optimal extraction conditions for headspace solid phase extraction at 60 ℃ for 30 min. The results show that linearity range of this method for headspace solid phase extraction-phosphine determinator was 0.000 17～0.002 8 mg/kg. The low limit of this determination was 0.000 17 mg/kg and the correlation coefficients was 0.999 7. The repeatability of detection results was preferable and the relative standard deviation was 2.9%. The recovery of grain sample was 95.9%. This rapid determination compared with molybdenum blue colorimetry was more fast， simple and sensitive. It was really applicable for rapid determination of phosphine residues in grain.

Key words： headspace solid phase extraction， phosphine determinator， grain， phosphine residues