蜂蜜中农药残留检测方法研究进展*

2022-04-07 07:27郦殷浙陈红娣陈虹艳李周敏李心爱
广州化工 2022年21期
关键词:质谱法蜂蜜液相

郦殷浙,陈 红,陈红娣,陈虹艳,李周敏,李心爱

(南京大学金陵学院化学与生命科学学院,江苏 南京 210089)

蜂蜜一直以来被当作健体强身的产品,但其中的农药含量直接影响了产品品质,欧盟、美国及日本等国家和地区对蜂蜜农残的检测标准均设定了最大残留限量[1],使中国的蜂蜜市场受到了限制。

许多农民选择通过对农作物喷洒多菌灵、草甘灵、毒死蝇等农药来防治害虫。但残留在花蜜来源农作物上的农药,也会被蜜蜂在采蜜中带入蜂箱,从而导致蜂蜜的农药残留问题[2]。残留的农药在人体滞留积累会引起慢性中毒,严重时导致细胞癌变,给人体健康带来潜在的威胁[3]。据世卫组织和联合国环境保护署报告,全世界每年有超过100万人农药中毒,我国每年也有多达10万人次因农药而中毒[4]。因此检测农药在蜂蜜产品中的残留,成为了我国蜂蜜产品目前的重要课题。

1 蜂蜜中农药残留检测前处理方法

1.1 分散固相萃取(DSPE)

该法是2003年由美国农业部开发的一种预处理方法[5],操作简便,成本低廉,对有机溶剂的需求量小。王东等[5]与何丽君等[6]分别使用分散固相萃取技术结合超高效液相色谱-高分辨质谱法对蜂蜜中新烟碱类农药残留与三嗪类农药残留进行检测。姚宣伟等[7]在分析蜂蜜样品中痕量菊酯类农药残留中,发现Fe3O4/AMWNTs 磁性纳米材料具有很好的磁响应度与分散性,并将其作为吸附剂基体,构成磁性分散固相萃取,有效去除了蜂蜜中基质的干扰。

1.2 固相微萃取(SPME)

该法于1989年由Pawlinszyn等[8]首次提出,将采样、萃取、浓缩、进样集为一体,操作简便,加快了检测速度,但由于其纤维头价格昂贵且易裂,其成本也较高。焦琳娟等[9]将SPME用于蜂蜜中有机氯农药的前处理中,得到解吸温度和解吸时间是影响 SPME -GC 热解吸的主要因素,5 min左右就可使8种物质被解析下来,且色谱峰没有拖尾现象。王晶等运用固相微萃取技术研究蜂蜜中的农药残留时,得出了 85 μm PA、100 μm PDMS、65 μm PDMS/DVB 3种纤维对双甲脒和2,4-二甲基苯胺的萃取效果不同,其中PA纤维对于萃取这两种化合物有着较高的灵敏度[10]。Eduardo 等采用HS-SPME法直接提取并测定相应的有机物,改变实验条件和装置后,有效减少了分析时间[11]。

1.3 分散液-液微萃取(DLLME)

该法是在2006年Rezaee[12]首次提出的一种样品前处理技术,其原理是在水相样品中加入分散剂,以在样品水溶液中形成水/分散剂/萃取剂的乳浊液体系,经离心分离后将目标分析物萃取到有机相中,在微量萃取剂与水样之间达成萃取平衡[13]。该法添加了分散剂,能减少萃取剂的用量并提高萃取效率,是一种简便快速、有机溶剂消耗少、富集效率高的环境友好型前处理方法。王东等[14]在测定蜂蜜中六六六和滴滴涕类农药残留中用该技术,以三氯甲烷作为萃取剂,发现三氯甲烷体积越小,方法富集倍数越高,目标化合物的平均峰面积越高。但若体积过小,则重现性较差且不能使用自动进样器进样分析。于玲等[15]在测定蜂蜜中溴氰菊酯的残留中使用超声辅助分散液液微萃取的前处理方法,仅需超声和微萃取两步,且每处理一个样品所需的有机溶剂不到1.5 mL,整个实验不超过10 min,开辟了对复杂基质如蜂蜜中溴氰菊酯含量测定的新方法。

1.4 一滴溶剂萃取(SDE)

该法是1997年Cantwell等[16-17]报道的一种萃取技术,采用的是传递-扩散膜理论,操作简便,萃取速度快,成本低廉,有机溶剂消耗少,有望代替传统的萃取技术。焦琳娟等[9]在SDE-GC-μECD分析蜂蜜中有机氯农药残留时,得出使用2:8的二氯甲烷-正己烷做萃取剂时效果最佳,经过横向对比,得到最佳萃取温度为25 ℃,搅拌速度为200 r/min,萃取时间为5 min。SDE的优势在于样品基体的影响较小,适用于复杂基质的前处理。

1.5 微波辅助萃取技术(MAE)

该法是结合微波和萃取两种技术,通过微波加热样品,强化溶剂萃取效率[18]。它利用不同组分所具有的吸收波能力不同,从而使物质具有选择性加热,使目标萃取分离,方法选择性好、快速高效、适合对热不稳定的物质[19]。杨云等[20]在测定蔬菜中的对硫磷、水胺硫磷和二嗪磷残留时,采用微波辅助萃取技术,以二氯甲烷为萃取剂,萃取6 min,回收率在72.2%~102.0%。该萃取方法进一步简化了样品的处理,缩短了时间,提高了检测的准确度,对有机氯、有机磷、除菌剂等各类农药的残留都能进行准确分析。

1.6 凝胶渗透色谱(GPC)

该法可以根据农药残留中的各物质体积的不同,在通过具有分子筛性质的固定相时的速度不同,从而使各物质按分子量从大到小依次排出而分离。在本法的发展中,对有机溶液的消耗量变的越来越小[21],操作方法更加简便,各环节的关联性很强,不易出现差错。李玉[22]融在研究农产品中农药残留前处理时,发现该法适用于机氯农药和多氯联苯以及拟除虫菊酯类物质,检出限分别为0.07 μg/kg、0.4 μg/kg。张新玉等在测定果蔬农药残留中,采用全自动凝胶渗透色谱,以1:1的乙酸乙酯和环己烷作为洗脱剂,洗脱9.5 min后用6.5 min进行收集并冲洗4 min,在加热加压的条件下对收集液浓缩至干燥[23]。虽然该法可以很好的分离样品,提高样品分析效率,但操作难度相对较高,初学者不易掌握。

2 蜂蜜中农药残留检测方法

2.1 气相色谱法

气相色谱法(GC)最早由英国人Martin和Synge[24]在1941年提出。近年来仪器的精准度和自动化程度都到达了较高层次。李欢欢等[25]建立气相色谱法同时测定蜂蜜中 8 种有机氯农药残留,使用正己烷进行液-液萃取,RTX-1 石英毛细管柱作为色谱分离柱,气相色谱-电子捕获检测器检测农药残留,加标回收率在60.37%~116.25%之间,r2>0.9939,检出限在0.14~0.45 ng/mL,具有分离度较好、重复性好、回收率高等特点。李燕妹[26]建立QuEChERS-气相色谱-三重四极杆质谱法检测蜂蜜中15种农药残留,该蜂蜜样品经乙腈提取,使用丙基乙二胺粉末进行净化,采用GC-MS/MS分析,15种农药的平均回收率为94.8%~111%,定量限在0.012~0.205 μg/kg,准确度及精密度良好,方法简便快捷,适合作为检测蜂蜜中农药残留的常规检测技术。Choi等[27]使用固相萃取净化-气相色谱-电子捕获-氮磷检测法测定蜂蜜中的农药残留,从最初的对拟除虫菊酯类等农残的检测,扩展到了有机磷等的测定。

2.2 液相色谱法

对于一些不耐热和不易挥发的被分析物,更适合采用液相色谱法分析。液相色谱法选择性好,灵敏度高,分析时间短,是如今农药残留检测的主要方法之一。汪建妹等[28]使用超高效液相色谱-串联质谱技术测定蜂蜜中39种抗生素和25种农药的浓度,25种农药的回收率在72%~115%内,农药的检出限为0.02~3.8 μg·kg-1,进一步扩大了应用范围。朱之烔等[29]建立高效液相色谱-串联质谱法测定蜂蜜中苯并咪唑类和新烟碱类共九种农药残留,定量限分别为0.1~1.0 μg/kg和0.3~2.0 μg/kg,此法能够用于大批量蜂蜜样品中9种苯并咪唑类、新烟碱类农药同时检测。宋梓豪等[30]建立QuEChERS-高效液相色谱-串联质谱法测定蜜蜂及蜂产品中5种农药及氟虫腈代谢物残留,其定量限为1~10 μg/kg,同时具有较好的实际应用效果。Wang等[31]用高效液相色谱与UV技术相结合,检测农药残留中的多菌灵等达到了显著效果,并且有效减少了检测时间。

2.3 质谱法

近年来,色谱-质谱联用技术广泛用于蜂蜜的农药残留检测。邓敏[32]通过中性解吸-电喷雾萃取电离质谱同时检测蜂蜜中的5种农药残留, LOD范围为1.16~4.18 ng/g,50 ng/mL、500 ng/mL 和 1000 ng/mL,且重现性较好。吕冰等[33]采用靶向单一离子监测/高分辨质谱法测定蜂蜜中新烟碱类农药残留,使用内标法定量,7种新烟碱类农药方法检出限为0.03~0.07 μg/kg,定量下限为0.1~0.2 μg/kg,具有较好的应用效果。Choi等[27]采用固相微萃取-电喷雾电离质谱法对蜂蜜中的阿特拉津、苯丙氧基和抗蚜威三种农药进行分析,检测限分别为0.6、1、0.5 ng/mL。该技术在实验过程中未涉及色谱分离,分析时间短,样品损耗极小,简单易行,可推广用于其他分析物和样品系统的分析。

2.4 光谱法

前述方法在农药残留检测技术中发展较为成熟,但前处理较为复杂,所需仪器价格昂贵,对于多数小型企业来说实用性较差。光谱技术则可实现样品的无损检测,仪器便携,易操作[34]。葛学峰等[35]建立荧光光谱法检测蜂蜜中腐霉利农药的含量,在证明了腐霉利与蜂蜜发生相互作用后,又对荧光峰的强度与腐霉利含量之间的线性关系进行模拟和对比,模型预测准确率在 96.8%~100%。但此法所需条件较为苛刻,因此很难广泛运用于各类农药的检测。表面增强拉曼光谱技术(SERS)用合成贵金属纳米颗粒作为基底增强了拉曼散射强度。在拉曼光谱(RS)的基础上提高了其灵敏度,在定性和定量分析有很大价值[36]。孙旭东等[37]研究了利用表面增强拉曼光谱对蜂蜜中的乐果农药残留进行定量分析,在找到乐果农药残留对应的四个特征拉曼位移峰的前提下,建立了线性回归模型,检测限达2 mg/kg,接近我国农药残留最大限量标准的检测限。

2.5 免疫分析法

免疫分析法主要是利用标记物,通过和抗体结合产生不同复合物,来测定被测物的含量。孟东等[38]建立可视化微阵列蛋白芯片法同时检测蜂蜜中的多菌灵、啶虫脒、蝇毒磷,采用间接竞争免疫法,对与人工抗原结合的抗体进行标记,用芯片专用软件自动化分析,检测限分别为3.21、2.47、2.52 ng/mL。此类方法灵敏度较高,不仅耗时较短,相较于色谱法来说成本低廉,适合小型食品类企业或基层检测机构的推广应用。万宇平等[39]基于免疫分析法,研制出了一种可以检测多氯联苯的胶体金免疫层析试纸条,检测限为10 μg/kg,检测用时较少,特异性较好。

3 结 语

蜂蜜作为一种深受大众喜爱的保健品,其安全问题值得引起重视,建立一些快速、便捷、简单的检测方法显得尤为重要。但由于蜂蜜基质较为复杂,农药残留限量检测一般均需样品前处理。前述无论从样品前处理还是从检测方法,均是近年来方便操作、成本较低、绿色环保、快速便捷的方法,有些检测限已经接近于最大限量标准,且能用于同时检测多种农药,对发展快速便捷的蜂蜜农药残留检测有较好的参考和借鉴意义。试纸条法虽灵敏度不及传统的仪器检测法,但更为经济方便,目前在蜂蜜的农残检测中报道较少,可作为研究者探索的方向。

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