顶空-气相色谱法测定葡萄中乙烯利的残留量

冉 琴，刘 洁，杨晓凤，雷绍荣，成 祝，邓 星，苏小东∗

(1.重庆科技学院，重庆401331； 2.四川省农业科学院 分析测试中心，成都610066)

乙烯利又称为乙烯磷，化学名为2-氯乙基磷酸，是一种人工合成的植物生长调节剂。乙烯利被植物体吸收后，在细胞液的作用下，它能释放乙烯，在植物体内起着打破休眠、促进生根发芽、催熟、脱落等作用[1]。作为生长调节激素，乙烯利被广泛用于果蔬的生产和保存中。但过量的乙烯利进入人体后，可抑制乙酰胆碱酶的活性，造成消化道衰老以及消化道溃疡，对人体的大脑和肾脏产生一定程度的损害。国家标准GB 2763－2005《食品中农药最大残留限量》规定番茄及水果中乙烯利的最大残留限量为2.00 mg·kg－1。测定果蔬中乙烯利的残留量可以对食品安全提供一定的保障，同时也可以对乙烯利的施用提供测定依据[2-3]。乙烯利的测定方法主要有滴定法、重量法、离子色谱法、气相色谱-质谱法(GC-MS)、液相色谱-质谱法(LC-MS)。常用的方法是衍生-气相色谱法，利用重氮甲烷将乙烯利衍生成二甲基乙烯利，但此方法操作繁琐，且重氮甲烷属于危险有毒易爆化学品，给乙烯利的测定带来了极大的不便[4-6]。顶空-气相色谱法具有操作简便、稳定和安全等特点，已用于蔬菜、水果、肉制品中乙烯利的测定，但采用顶空-气相色谱法测定葡萄中乙烯利残留量尚未见报道。乙烯利在p H 小于3 的水溶液中稳定，p H 大于4时就会分解为乙烯、磷酸和氯离子。本工作利用乙烯利在碱性条件下加热可分解产生乙烯的化学性质，建立了快速测定葡萄中乙烯利残留量的分析方法。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

450GC型气相色谱仪，配氢火焰离子化检测器(FID)；Varian PAL 型 自 动 顶 空 进 样 器；20 m L 含盖平底顶空瓶(银色铝盖，含聚四氟乙烯-丁基橡胶封垫)。

乙烯利标准储备溶液:1 000 mg·L－1，称取10.0 mg乙烯利标准品，用丙酮溶解配制而成，置于冰箱中冷藏保存。

乙烯利标准溶液系列:用0.100 mol·L－1盐酸溶液稀释1 000 mg·L－1乙烯利标准储备溶液，得到0.500，2.50，5.00，25.0，50.0 mg·L－1的 乙烯利 标准溶液系列，置于冰箱中冷藏保存。

丙酮、氢氧化钾、氯化钠和盐酸均为分析纯；乙烯利标准品的纯度为97%；试验用水为超纯水。

1.2 仪器工作条件

1)顶空条件 顶空温度75 ℃；顶空时间90 min；顶空进样体积200μL。

2)色谱条件 HP-5色谱柱(30 m×0.32 mm，0.25μm)；进样口温度150 ℃，分流进样，分流比为5∶1；检测器温度200 ℃；柱流量2 m L·min－1，氢气流量30 m L·min－1，空气流量300 m L·min－1，尾吹流量25 m L·min－1；载气为高纯氮气(纯度不小于99.999%)。柱升温程序:初始温度40℃，保持4 min；以100 ℃·min－1速率升温至180 ℃，保持2 min。

1.3 试验方法

称取5.00 g葡萄样品于预先加入0.500 g氯化钠的顶空瓶中，再加入5.00 m L 饱和氢氧化钾溶液，立即压好瓶盖，按仪器工作条件进行测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择

2.1.1 色谱柱

试验考察了HP-5 色谱柱(30 m×0.32 mm，0.25μm)、CP-Sil-5 色 谱 柱(30 m×0.32 mm，3μm)、TG-17色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25μm)对乙烯测定的影响，结果见图1。

图1 采用3种色谱柱时的色谱图Fig.1 Chromatograms with 3 chromatographic columns

由图1可知:TG-17色谱柱的峰形较差，存在拖尾现象，峰高较低，且保留时间长；CP-Sil-5色谱柱与HP-5色谱柱都对乙烯有较好的分离效果，峰形尖锐对称，但HP-5色谱柱峰面积稍高，且保留时间较短。因此，试验选择HP-5色谱柱。

2.1.2 分流比

试验考察了分流比依次为10∶1，5∶1时对乙烯峰面积的影响，结果见图2。

图2 不同分流比时的色谱图Fig.2 Chromatograms with different split ratios

由图2可知:分流比为5∶1时，乙烯的峰面积明显增加，相应的检出限降低。试验选择分流比为5∶1。

2.1.3 进样口温度

试验考察了进样口温度依次为110，130，150，180，200，250 ℃时对乙烯峰面积的影响，结果见图3。

图3 进样口温度对乙烯峰面积的影响Fig.3 Effect of injector temperature on peak area of ethylene

由图3可知:随着进样口温度的升高，乙烯的峰面积逐渐增大；当进样口温度为180℃时，乙烯的峰面积达到最大；继续升高进样口温度，乙烯的峰面积有所降低，但有逐渐趋于平衡的趋势。考虑到进样口温度过高会对仪器不利，且150 ℃与180 ℃间增长幅度不大，试验选择进样口温度为150 ℃。

2.2 乙烯利分解条件的选择

2.2.1 氢氧化钾的含量

乙烯利在碱性条件下加热可分解产生乙烯，碱的含量会直接影响乙烯利的分解。碱的含量过低，乙烯利将不会分解完全；提高碱的含量，不仅乙烯利的转化率会提高，反应时间也会缩短。按试验方法加入90，230，375 g·L－1，以及饱和(524 g·L－1)的氢氧化钾溶液来考察其对乙烯峰面积的影响。结果表明:乙烯的峰面积随着氢氧化钾含量的增大而增大。试验选择饱和的氢氧化钾溶液。

2.2.2 顶空温度

在样品瓶容量和样品量一定的情况下，被测组分在气液两相中的分配比受环境因素影响较大[7-8]。顶空温度对乙烯利的测定有直接影响。顶空温度过低，乙烯的释放速率较慢；顶空温度过高，顶空瓶内的压强过高，很容易造成气体泄漏等问题[6]。按试验方法考察了顶空温度对乙烯利分解程度的影响。结果表明:当顶空温度为65～85 ℃时，随着顶空温度升高，顶空气体中乙烯利含量升高，乙烯利的色谱峰面积增大；当顶空温度超过70 ℃时，乙烯利的色谱峰面积减小。在既要保证乙烯释放速率，又要防止顶空瓶内压强过高的情况下，试验选择顶空温度为75 ℃。

2.2.3 顶空时间

按试验方法考察了顶空时间依次为30，60，90，120 min时对乙烯峰面积的影响。结果表明:随着顶空时间的延长，乙烯的峰面积增大；继续延长顶空时间，乙烯的峰面积不再增加，反而有降低的趋势。试验选择顶空时间为90 min。

2.2.4 氯化钠的加入量

在样品中加入无机电解质可以达到增强盐析作用的目的。试验考察了加入氯化钠以及不加入氯化钠对乙烯峰面积的影响，结果见图4。

由图4可知:加入氯化钠后，乙烯的峰面积明显增大。

试验进一步考察了氯化钠的加入量对乙烯峰面积的影响。结果表明:氯化钠的加入量对乙烯峰面积无影响。试验选择加入0.500 g氯化钠。

图4 加入氯化钠前后的色谱图Fig.4 Chromatograms before and after adding sodium chloride

2.3 标准曲线和检出限

按 试 验 方 法 对0.500，2.50，5.00，25.0，50.0 mg·L－1的乙烯利标准溶液系列进行测定，并绘制标准曲线。结果表明:乙烯利的质量浓度在0.500～50.0 mg·L－1内与其对应的峰面积呈线性关系，线性回归方程为y＝2.238×104x＋4.589×102，相关系数为0.999 9。

根据3倍信噪比计算方法的检出限(3S/N)，结果为0.010 0 mg·kg－1。

2.4 精密度和回收试验

按试验方法对葡萄样品进行分析，并进行加标回收试验，平行测定6次，计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)，结果见表1。

表1 精密度和回收试验结果(n＝6)Tab.1 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

由表1可知:回收率为99.9%～104%，RSD 为1.9%～3.5%。方法的精密度和准确度较好，符合残留分析的要求。

本工作采用顶空-气相色谱法测定葡萄中乙烯利的残留量。与气相衍生法相比，本方法所需时间短、灵敏度、准确度较高，选择性好，减少了试验过程中对试验人员的伤害，能满足葡萄中乙烯利残留量的测定要求。