氣相色譜法檢測辣椒中有機磷農藥的基質效應

周雨佳，張菊華，李 濤，賴燈妮，李志堅，尚雪波

（1. 湖南省農業科學院農產品加工研究所，湖南 長沙 410125；2. 湖南省食品測試分析中心，湖南 長沙 410125）

辣椒是我國主要的蔬菜品種，也是我國重要的調味佳品之一。辣椒營養豐富，其果實中含有辣椒素、辣椒堿、辣椒色素、有機酸、蛋白質、糖、礦物質、維生素等多種成分[1,2]。這些功能性成分很大程度上提高了辣椒的營養價值和保健功效。辣椒生產過程中使用農藥能有效防控病蟲害、提質增效、增產增收[3]，然而，近年來其質量安全問題備受百姓的關注，農藥殘留率保持較高水平，超標事件也是屢見不鮮[4,5]。辣椒中農藥殘留的監測對科學、合理、安全的使用農藥，對提高辣椒的質量安全水平，對辣椒產業發展及消費安全具有重要意義[6]。

農藥殘留檢測是基于《GB 2763—2021 食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》[7]中規定的農藥最大殘留限量，農產品中農藥殘留與農藥毒性、食用特性等有關，且在農產品中會產生累積效應，直接影響農產品質量安全，損害人體健康。辣椒中含有2 000 多種天然化合物，增加了辣椒中農藥殘留檢測的難度。對于農產品中農藥殘留的檢測，樣品前處理是及其重要的一部分，而基質干擾是樣品前處理過程的最大障礙。基質效應是指除被分析物外的所有組分對被分析物的綜合影響,在色譜分析過程中，這種效應影響分析結果的準確性和精密度[8-11]。

在農藥殘留分析過程中，由于樣品種類豐富，同一種農藥會產生不同的基質效應，進而影響檢測結果的準確性。基質效應產生的機理目前尚不清楚，且基質效應對有機磷農藥殘留的檢測影響較大。目前，最常用的減弱基質效應的方法是基質配標法，陳敏等[12]采用氣相色譜-串聯質譜法，基質匹配標準曲線外標法定量測定了干辣椒中50 種農藥殘留量。

試驗采用空白基質配制標準溶液法探討小米椒農藥殘留檢測過程中基質效應對15 種有機磷農藥檢測結果的影響，以期為辣椒中農藥殘留檢測的準確定量與分析提供科學依據，避免檢測結果的誤判。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試材料：鮮、干小米椒，購于當地農貿市場；供試標準溶液為15 種有機磷農藥（農業部環境質量監督檢驗測試中心），敵敵畏、甲胺磷、乙酰甲胺磷、甲拌磷、氧樂果、二嗪磷、樂果、毒死蜱、甲基對硫磷、馬拉硫磷、對硫磷、甲基異柳磷、水胺硫磷、丙溴磷、三唑磷，濃度均為1 000 mg/L；乙腈[色譜級，霍尼韋爾貿易（上海）有限公司]；丙酮[色譜級，德國默克公司]；氯化鈉[國藥集團化學試劑有限公司]。

實驗儀器：氣相色譜儀（7890B-FPD，美國安捷倫公司）；電子天平[AL204，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；漩渦振蕩器（MX-S，DLAB-無錫德凡儀器有限公司）；超聲波清洗機（KQ-500DTV，500W，寧波新芝生物科技股份有限公司）；高速臺式離心機（TG16-WS，湖南邁克爾實驗儀器有限公司）；氮吹儀（N-EVAP-112，美國Organomation Associates公司）。

1.2 方 法

1.2.1 氣相色譜條件色譜柱：DB-1701（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；柱溫：150 ℃保留0 min，4 ℃/min升至220 ℃，保留0 min，4 ℃/min 升至270 ℃，保留2 min；汽化室溫度：220 ℃；檢測器溫度：250 ℃；N2流量：2.00 mL/min，無分流進樣。

1.2.2 標準溶液的制備精密移取各標準品0.100 mL，用丙酮準確定容至10 mL，配制成濃度為10.00 mg/L 的標準儲備液，4 ℃冷藏避光保存，備用；臨用時使用丙酮或者基質溶液稀釋成混合標準使用液。

1.2.3 樣品基質制備準確稱取10 g 樣品于50 mL 帶蓋離心管中，加入20 mL 乙腈，8 000 r/min 條件下均質1 min，置于450 W、25 ℃水浴超聲提取30 min，加入氯化鈉2 g，渦旋1 min，5 000 r/min 離心5 min，精密移取10 mL 上清液于15 mL 離心管中，于40 ℃水浴中氮吹至近干，以5.00 mL 丙酮渦旋溶解，過0.22 μm 有機濾膜，待氣相色譜儀測定。

1.2.4 試驗設計用丙酮溶液配制的標準溶液，稱為試劑標液A，用空白基質溶液，即不含目標物質的試樣溶液作為基質配制標準溶液，稱為基質標液B。分別配制0.02、0.05、0.10、0.20 mg/L 4 個濃度水平的基質標準溶液。

基質效應（Matrix Effect，ME）以基質標液B 與試劑標液A 峰面積的相對比值來，計算見公式（1）。

基質效應評價：ME 大于100%稱為基質增強效應，小于100%稱為基質抑制效應，ME 在80%～120%稱為弱基質效應，受基質效應影響不顯著；在70%～80%和120%～130%之間稱為較強基質效應，受基質效應影響較顯著；在以上范圍之外稱為強基質效應，受基質效應影響強顯著。

2 結果與分析

2.1 15 種有機磷農藥在三種基質中的氣相色譜圖

在同一響應范圍內比較丙酮基質和鮮、干小米椒基質中0.10 mg/L 濃度下15種有機磷農藥氣相色譜圖，由圖1 可知，甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果、水胺硫磷在鮮、干小米椒基質中的響應明顯增強，其余農藥在小米椒中的基質效應還需要進一步研究比較。

圖1 不同基質中0.10 mg/L 濃度下15 種有機磷農藥氣相色譜圖

2.2 不同有機磷農藥在辣椒基質中的基質效應

通過分析4 種濃度水平下15 種有機磷農藥在鮮、干小米椒基質中的基質效應（ME），統計得出小米椒基質對15 種有機磷農藥基質效應的影響。

15 種有機磷農藥在辣椒基質中都呈現不同程度的基質效應，大部分表現為基質增強效應。基質效應的對其影響結果見表1，其中敵敵畏、甲拌磷、二嗪磷、毒死蜱、甲基對硫磷、對硫磷、甲基異柳磷表現為弱基質效應，受基質效應影響不顯著；樂果、馬拉硫磷、三唑磷表現為較強基質效應，受基質效應影響較顯著；甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果、水胺硫磷、丙溴磷表現為強基質效應，受基質效應影響顯著增強。其中，乙酰甲胺磷農藥的基質增強效應最為顯著，ME最高達到624.4%，氧樂果次之，ME 最高達310.1%。另外13 種有機磷農藥在小米辣基質中的ME 范圍在89.5%～227.9%。

2.3 鮮、干小米椒基質對有機磷農藥基質效應的影響

分別選取3 份鮮、干辣椒試樣進行基質效應影響研究，結合表1 和圖2、圖3 可以看出，0.10 mg/L 濃度下的15 種有機磷農藥在鮮、干小米椒基質中的基質效應無顯著差別，說明小米椒基質中的含水量對農藥殘留檢測試驗中的基質效應無顯著影響，鮮、干小米椒可直接選用其中一種，基質配標后，進行處理、檢測。這與李揚[13]研究不同辣椒品種及不同產地辣椒中有機磷農藥的基質效應影響結果相同。

圖3 干小米椒基質對0.10 mg/L 有機磷農藥基質效應的影響

表1 鮮、干辣椒基質中15 種有機磷農藥在不同濃度水平下的ME （%）

圖2 鮮小米椒基質對0.10 mg/L 有機磷農藥基質效應的影響

2.4 不同濃度基質標準溶液對鮮小米椒基質中有機磷農藥基質效應的影響

由圖4 可知，在4 種濃度水平下，鮮小米椒基質中大部分有機磷農藥隨著濃度的增加，基質效應無明顯變化。其中，乙酰甲胺磷與氧樂果在濃度0.02～0.10 mg/L 之間，隨著濃度的增加，基質效應呈升高趨勢，而濃度增加到0.20 mg/L 時，基質效應呈下降趨勢，表明敵敵畏等多種有機磷農藥隨著濃度的變化受基質效應影響較小，而乙酰甲胺磷和氧樂果隨著濃度增加時，受辣椒基質效應影響呈現先增強后減弱的趨勢。

圖4 不同濃度下鮮小米椒基質對15 種有機磷農藥基質效應的影響

2.5 有機磷農藥濃度與基質效應的相關性分析

選擇一組空白小米椒基質樣品，以基質溶液配制標準溶液繪制的標準曲線校正，得到有機磷農藥濃度與基質效應的線性關系。從有機磷農藥濃度與辣椒基質效應相關性分析（表2）可以得到15 種有機磷農藥的濃度與小米椒樣品產生的基質效應之間的相關性。氧樂果、敵敵畏、乙酰甲胺磷在農殘分析過程中其濃度與基質效應的相關性相對較高。而在農藥殘留分析過程中，基質效應與農藥濃度之間相關性越低，做添加回收試驗時，回收率則越穩定，結果與真實值之間的偏離程度則越小，結果越準確。

表2 有機磷農藥濃度與辣椒基質效應相關性分析

3 討論與結論

倪佳[14]運用氣相色譜法對27 種農產品樣品中的農藥殘留成分的基質效應進行了有效測定，結果表明幾乎各樣品中殘留農藥都含有基質效應。范雯謖等[15]測定了9 種可產生基質效應水果中的7 種有機磷農藥，結果得到不同農藥在同一基質上產生的基質效應不同，其原因主要是：有機磷農藥中P=O 基團使農藥易被吸附；前處理凈化不完全，試樣基質含量高；有機磷農藥較其他農藥更加不穩定。

研究了鮮、干辣椒基質對15 種有機磷農藥在不同濃度水平下基質效應的影響。不同農藥在同一濃度下同一基質中產生的基質效應存在顯著差異，其中，敵敵畏、甲拌磷、二嗪磷、毒死蜱、甲基對硫磷、對硫磷、甲基異柳磷7 種有機磷農藥在小米椒基質中表現為弱基質效應，受基質效應影響不顯著；樂果、馬拉硫磷、三唑磷3 種有機磷農藥受基質效應影響顯著；甲胺磷、乙酰甲胺磷、氧樂果、水胺硫磷、丙溴磷5種有機磷農藥受基質效應強顯著，其中乙酰甲胺磷的基質增強效應最為顯著，這可能與各類農藥的分子結構與極性有關。乙酰甲胺磷在小米椒中的基質效應受濃度水平影響顯著，在低濃度水平下，其基質效應隨農藥濃度的增加而增強，隨著濃度的升高，基質效應呈現減弱的趨勢。在相關性分析中，毒死蜱等多種有機磷農藥在不同濃度水平下并未呈現出與基質效應影響的關聯性，隨著濃度的變化，其基質效應并無明顯變化；氧樂果、敵敵畏、乙酰甲胺磷在農殘分析過程中其濃度與基質效應的相關性相對較高，在檢測過程中，結果與真實值之間的偏離程度則越大，因此在分析結果時，應進行結果修正。

研究表明，基質效應是影響農藥殘留檢測結果的重要因素之一，會影響分析方法的靈敏度、準確度和精密度。針對農產品農藥殘留檢測過程中產生的基質效應之間的差異，需要檢測人員在進行樣品前處理過程中加以重視，對于受基質效應影響顯著的農藥，一般建議采用基質配標法，來對待測樣品進行定量檢測，以確保檢測結果的準確性；對前處理過程中的試樣進行多次凈化，以降低樣品中雜質組分產生的基質效應[16-17]。而對于基質效應產生機理的研究目前還很少，需要研究人員進行更深入地探討。