GC-MS測定茶葉中二硫代氨基甲酸酯類農藥殘留

黃 萍,鐘慈平,楊詩嘉,羅 玥,易 鑫

(1.四川省食品檢驗檢測院,四川成都 611731;2.國家市場監管重點實驗室(白酒監管技術),四川成都 611731)

我國是茶葉的生產、消費及出口大國,由于茶葉在生長過程中常需施用農藥來防治病蟲害的產生,茶葉中農藥殘留一直備受關注。特別在出口市場,歐盟近年來頻繁修訂茶葉農藥殘留限量標準,茶葉質量安全成為我國茶葉出口的“卡脖子”問題[1]。據統計,2016—2017 年歐盟等國家平均每年通報我國10余批次茶葉農藥殘留超標[2-5]。2020年愛沙尼亞通過歐盟食品飼料類快速預警系統(RASFF)通報我國出口綠茶的二硫代氨基甲酸鹽類農藥殘留量不合格,為保證我國茶葉在出口國際市場的競爭力以及保證國民飲茶安全,對茶葉中農藥殘留的監測尤為重要。目前我國監管機構已對茶葉中的諸多農藥殘留進行日常的抽樣檢測,但對于茶葉中二硫代氨基甲酸鹽的檢測數據積累并不多。

二硫代氨基甲酸鹽(DTCs)是一類有機硫農藥的總稱,可用于防治農作物的炭疽病、穿孔、褐腐病、早疫病、瘡痂病、霜霉病等[6]。目前,國內外對DTCs類農藥殘留量的測定有分光光度法、液相色譜法、液相色譜質譜法、氣相色譜法、氣相色譜質譜法等,主要集中在對果蔬、中藥、土壤及煙草中的檢測[6-14]。茶葉中DTCs類農藥殘留量的測定方法僅有氣相色譜法(ECD)[12]、顯色法[13]、液相色譜-質譜法[14],氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)的測定方法鮮見報道。最新歐盟農藥殘留限量標準規定茶葉中二硫代氨基甲酸酯類的臨時限量為0.1 mg/kg[15],但氣相色譜法和顯色法的檢出限分別為0.1、0.6 mg/kg,對于限量附近的樣品,這2個方法均不能準確定量且2個方法都有出現假陽性的風險。而液相色譜-質譜法只能實現具體某一種DTCs類農藥的單獨定性定量,現有文獻中僅測定了代森鋅、代森錳、代森錳鋅、代森鈉、福美雙、福美鋅、甲基代森鋅等DTCs類農藥[13-15],標液配制較為煩瑣,且不能覆蓋全品類的DTCs類農藥。氣相色譜-質譜法是通過測定DTCs類農藥的還原產物二硫化碳來進行定量,可更準確更全面地定量檢測茶葉中DTCs類農藥的殘留量。GB 2763—2021《食品中農藥最大殘留量標準》中也規定代森聯、代森鋅、代森錳鋅、代森銨、福美雙、福美鋅、丙森鋅等 DTCs 殘留物均以二硫化碳表示[16],這種計量方式也是國際食品法典農藥殘留推薦的標準方法。該研究建立了GC-MS 快速測定茶葉中DTCs類農藥的分析方法,同時對衍生化試劑、進樣方式、色譜條件以及3類DTCs類農藥的3種典型結構農藥福美雙、代森鋅、丙森鋅的轉化率進行考察,并對購買的50批市售茶葉的結果進行統計分析,以期為補充茶葉的食品安全風險評估提供基礎參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1儀器。TQ8040氣相色譜-質譜聯用儀(配AOC-6000自動進樣器,日本島津公司);鼓風干燥箱(上海博遠醫療生物儀器股份有限公司);低溫高速離心機(德國Thermo公司);電子天平(十萬分之一,METTLER TOLEDO公司);漩渦混勻器(美國SCILOGEX公司)。

1.1.2試劑耗材。正己烷(色譜純,美國Fisher);鹽酸(分析純,成都市科龍化工試劑廠);硫酸(優級純,成都市科隆化學品有限公司);氯化亞錫(分析純,成都市科龍化工試劑廠);L(+)抗壞血酸(分析純,成都市科龍化工試劑廠);25 mL頂空瓶(美國 Perkin Elmer 公司);壓蓋器(口徑20 mm);密封鋁蓋(20 mm,帶聚四氟乙烯/硅橡膠密封墊)。試驗用水均為超純水。

1.1.3標準物質。二硫化碳標準物質(D0018422,1 000.6 μg/mL,Bepure);福美雙標準物質(BCCD5380,純度92%,Sigma);代森鋅標準物質(FS1603999,純度98%,FirstStandard);丙森鋅標準物質(E0030075,純度80.8%,Bepure)。

1.1.4試材。茶葉樣品采自四川省共計50份樣品。

1.2 試驗方法

1.2.1方法原理。在加熱的密閉系統中,試樣中的DTCs農藥與還原性酸(氯化亞錫溶液)發生反應,定量釋放出二硫化碳,用正己烷吸收,外標法定量。提取過程中,加入適量的抗壞血酸可以緩解試樣中含有的金屬離子對DTCs農藥酸解的抑制作用[12],從而提高回收率。

1.2.2溶液配制。

(1)氯化亞錫溶液。稱取50 g氯化亞錫于215 mL濃鹽酸中,加熱超聲溶解后,用水稀釋至500 mL。

(2)二硫化碳標準系列配制。取一定量的二硫化碳標準溶液用正己烷稀釋成 0.01、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00 mg/L標準系列溶液。

(3)福美雙、代森鋅、丙森鋅標準儲備溶液。準確稱取福美雙、代森鋅標準物質各0.010 0 g,丙森鋅標準物質0.012 4 g,用EDTA-半胱氨酸堿性溶液[7]定容至100 mL容量瓶中,得到0.1 mg/mL的混合標準儲備溶液。

1.2.3試樣前處理。準確稱取茶葉1 g(精確至0.001 g)于20 mL頂空瓶中,加入0.3 g抗壞血酸,再加入10 mL氯化亞錫溶液和2 mL正己烷,立即封閉瓶口,置于80 °C烘箱加熱2 h,每隔30 min振搖一次,取出后冷卻至室溫,振搖萃取2 min,4 000 r/min低溫離心5 min,取正己烷上機測定。

1.2.4儀器分析條件。

1.2.4.1色譜條件。進樣口溫度230 ℃;不分流;載氣為氦氣(純度≥99.999%);色譜柱為GS-GASPRO柱(30 m×0.32 mm,1.4 μm);流速1.0 mL/min;柱溫60 ℃保持 2 min,以10 ℃/min升至 110 ℃不保持,以20 ℃/min升至250 ℃,保持5 min。

1.2.4.2質譜條件。溶劑延遲 4 min; 色譜-質譜接口溫度 230 ℃; 離子源溫度 230 ℃; 掃描模式為SIM模式; 保留時間6.82 min;檢測器電壓0.3 keV; 定量離子 76m/z、定性離子 78m/z、44m/z。

1.2.53種典型結構DTCs農藥轉化率的測定。在完全降解的情況下,每分子福美雙、丙森鋅、代森鋅均可定量釋放出兩分子二硫化碳。因此每1.58 mg福美雙、1.81 mg代森鋅、1.90 mg丙森鋅可釋放出1 mg的二硫化碳。該試驗以此為這3種農藥轉化率的定量基礎。

2 結果與分析

2.1 衍生化試劑的選擇分別考察了1、3、5、8、10 mol/L鹽酸作為消解酸時對添加濃度為0.75 mg/kg樣品的轉化率,每組試驗做6次平行試驗。結果表明(圖1),5 mol/L鹽酸作為消解酸時轉化率最高,故最終選擇5 mol/L的鹽酸溶液作為消解酸。

圖1 不同濃度鹽酸作為消解酸的轉化率(n=6)

2.2 色譜柱的選擇分別考察了DB-624、HP-PLOT/Q、GS-GASPRO色譜柱的分離效率,從分離效果(圖2)來看,實驗室現有30 m長的DB-624色譜柱出峰時間早,與溶劑峰未分開;HP-PLOT/Q、GS-GASPRO均可滿足分離測定的要求,但HP-PLOT/Q柱的峰形有拖尾,同濃度條件下,GS-GASPRO柱峰形良好,響應靈敏度高,基線更為平穩,故選定GS-GASPRO柱為該試驗所用的色譜柱。

圖2 DB-624(A)、HP-PLOT/Q(B)和GS-GASPRO(C)色譜柱色譜圖

2.3 進樣方式選擇島津AOC-6000自動進樣器同時配備了頂空進樣和液體進樣2種模式,該研究分別采用這2種進樣模式對添加濃度為0.75 mg/kg的樣品進行6次平行試驗,并考察其精密度。結果表明,頂空進樣和液體進樣的平均回收率分別為89.2%、101.4%,均滿足檢驗要求,但頂空進樣和液體進樣的RSD分別為9.5%、4.6%,液體進樣的重現性明顯高于頂空進樣,故該試驗選擇液體進樣模式。

2.4 儀器條件的選擇按照“1.2.4”條件進行分析,二硫化碳得到很好的分離,保留時間為8.82 min(圖3),在全掃描模式下得到二硫化碳的質譜圖(圖4),選擇豐度較大的76m/z作為定量離子,78m/z、44m/z作為定性離子。

圖3 標準物質、樣品、空白溶劑色譜圖

圖4 二硫化碳質譜圖

2.5 線性關系及檢出限按照“1.2.4”條件進行測定,以二硫化碳濃度為橫坐標、峰面積為縱坐標建立工作曲線,得到線性回歸方程Y=484.308 9X-4 762.62(r=0.999 9),表明二硫化碳在0.01～1.00 mg/L線性關系良好。以信噪比為3∶1,確定方法的檢出限為0.02 mg/kg。

2.6 方法回收率和精密度在陰性茶葉基質中分別添加3個濃度梯度(0.05、0.15、0.75 mg/kg)的二硫化碳標準溶液,進行加標回收試驗,每個濃度水平做6次。測得方法的平均回收率為85.6%～101.4%,RSD為4.6%～6.9%(表1)。

表1 3個濃度梯度的平均回收率及RSD(n=6)

2.7 福美雙、代森鋅、丙森鋅轉化率測定精密移取80 μL福美雙、代森鋅、丙森鋅的標準使用液(10 mg/L) 于頂空瓶中作為標準樣品,按“1.2.3”試樣前處理方法對其進行衍生,取正己烷層上機進行GC-MS分析,測定福美雙、代森鋅、丙森鋅的轉化率。從表2可以看出,福美雙、代森鋅、丙森鋅的平均轉化率分別為99.6%、101.3%、102.2%,RSD分別為6.6%、6.7%、2.8%。

表2 福美雙、代森鋅、丙森鋅轉化率(n=6)

2.8 實際樣品測定該研究共分析了50批茶葉,其中有8批檢出DTCs農藥,總檢出率為16%,檢出平均值為0.14 mg/kg,具體如表3所示。其中2022年購買的茶葉檢出率有所增加,且檢出值最大為0.41 mg/kg,為臨時限值的4倍。

表3 DTCs農藥檢出率

3 結論

該研究建立的茶葉中二硫代氨基甲酸酯(鹽)類(DTCs)農藥氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)的測定方法,操作簡單快速、方法檢出限低、選擇性和重現性好、靈敏度高。采用該方法對購買的50批市售茶葉樣品中DTCs農藥進行檢測,檢出率16%,檢出平均值為0.14 mg/kg,檢出最大值為0.41 mg/kg。GB 2763—2021《食品中農藥最大殘留量標準》對茶葉中的ODTs類農藥沒有限量要求,參考歐盟標準,茶葉中二硫代氨基甲酸酯(鹽)類的臨時限量為0.1 mg/kg[21],表明茶葉中二硫代氨基甲酸酯(鹽)類農藥存在一定的食品安全風險,可將其作為風險監測指標,持續監測,以期積累更多數據,為補充茶葉的食品安全風險評估提供更多參考。