牛奶中農藥殘留的測定與分析

牛奶中農藥殘留的測定與分析

1牛奶和農藥殘留污染牛奶含有蛋白質、脂肪、磷脂、糖、鈣、磷、維生素a和維生素b的營養(yǎng)成分。每100g含有54.00gcal熱量、3.00g蛋白質、3.20g脂肪和24.00g維生素a。牛奶中豐富的活性鈣和更多的磷。每100g含有120g鈣和98g磷。由于鈣和磷的比例正確，食用后有利于鈣吸收，因此牛奶是人體鈣的最佳來源。此外,牛奶中某些成份還能抑制肝臟制造膽固醇的數量,使得牛奶還有降低膽固醇的作用。因此,營養(yǎng)豐富的牛奶備受人們的青睞。如今我國乳制品市場面臨著前所未有的處境,三聚氰胺事件之后國內外又頻頻曝光了其它乳產品安全事件,讓人們對乳產品的安全極為關注。長期以來人們極為重視牛乳中獸藥殘留問題,尤其關注抗生素問題。如今牛奶中農藥的殘留也備受各國的重視,國內外毒理學專家研究證明,牛奶中農藥殘留污染對人體健康存在微劑量、慢性細微毒性危害?？刂颇坍a品中農藥殘留污染,確保乳品安全,日益受到關注。2001年10月,農業(yè)部就發(fā)布實施了《無公害食品生鮮牛乳》行業(yè)標準,新鮮牛乳的衛(wèi)生指標明確了BHC、DDT、倍硫磷、馬拉硫磷、甲胺磷的限量標準。GB2763-2012《食品中農藥最大殘留限量》對生鮮牛乳中α-666等18種農藥都規(guī)定了限量標準。因此開發(fā)一種快速,準確,簡單,費用低廉的前處理檢測方法,為發(fā)展快速、可靠、靈敏的牛奶農藥殘留檢測方法能夠提供很好的幫助。2牛奶中殘留農藥的來源、現狀和危害2.1聚合物牛乳生產運輸過程會受到一些污染農藥可以用來殺滅昆蟲、真菌和其他危害作物生長的生物,部分農藥由于它們的穩(wěn)定性好,能在環(huán)境中長期存在,并在動植物及人體中不斷積累,對人畜的生命安全產生危害。由于飼料品種多,如玉米、麥類、稻米、高粱、豆類等,施用的農藥品種更多,牛乳及其乳制品的產業(yè)鏈較長,牛奶在生產運輸加工過程中會受到各種各樣的污染,其中任何一種污染都有可能影響牛奶的安全性。牛奶中的農藥殘留主要來源于:1奶牛的喂養(yǎng)過程中,動物食用了被污染水源或食用了含有農藥殘留的飼料,部分農藥通過食物鏈在動物體內蓄積;2為抑制奶牛身上的真菌、細菌、線蟲等及周圍的蒼蠅、蚊子等昆蟲時,使用的殺蟲劑可能會混入牛奶中,并且擠奶設備、用具、器皿及其他牛奶接觸到的物件也均有可能導致其殘留;3在乳制品的的生產加工過程中,飼料種植使用的農藥經遷移轉化后進入生乳,再經加工進入乳制品,最后進入乳與乳制品中。2.2對動植物造成危害據報道,農藥利用率一般為10%,約90%的殘留在環(huán)境中,造成對環(huán)境的污染。大量散失的農藥揮發(fā)到空氣中,流入水體中,沉降聚集在土壤中,嚴重污染農畜漁果產品,并通過食物鏈的富集作用轉移到生物體,對生物體產生危害。因此,乳制品中的農藥殘留主要來源于動物食用了被污染的飼料及水源。殺蟲劑、除草劑等農藥在飼料種植、生產過程中經常使用。動物食用含有農藥的食物,農藥會在體內聚集。同樣當人體食用含有農藥的食物,并在體內蓄積超過一定濃度后便對人體健康和安全造成危害。如菊酯類農藥可使神經細胞病變,有機氯類農藥可使神經端從的前膜發(fā)生病變,損害神經元,導致神經中樞死亡,誘導肝臟的酶類,是肝硬化腫大的原因之一;長期食用受污染的食物,是導致癌癥、動脈硬化、心血管病、胎兒畸形、死胎、早夭、早衰等疾病的重要原因。絕大多數人食用有害蔬菜后并不馬上表現出癥狀,毒物在人體中富集,時間長了便會釀成嚴重后果。3樣品前處理由于牛奶中存在較多的脂肪和蛋白質,把牛奶中的農殘和雜質分離出來。要對牛奶進行必要的前處理,凈化樣品有效的提取目標物。近年來,較多的文獻報道了牛奶中農殘的色譜檢測方法,其中應用了不同的前處理方法,增加對目標分析物的凈化效果與濃縮,以達到檢測要求。3.1采用超聲波提取法,制備為有機磷農藥殘留產物,將其作為低碳排放的樣品,利用其提高回收率等液液萃取技術是一種傳統的樣品前處理技術,利用被分析組分與樣品中的干擾雜質化合物在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數的不同,使化合物從一種溶劑內轉移到另外一種溶劑中。經過反復多次萃取,將絕大部分的目標化合物被提取出來從而而實現樣品的純化。楊紅等,選擇丙酮和乙腈混合溶液為提取劑,在用溶劑提取時,加入少許磷酸后,使白色絮狀物減少或消失,可最大限度地除去牛奶中的部分脂肪等干擾物質。再經液液萃取,除去水溶性雜質,最大限度地提取待檢農藥多殘留成分,從而提高回收率。冷靜等利用氣相色譜儀對牛奶中敵百蟲、甲胺磷、敵敵畏、馬拉硫磷、倍硫磷五種有機磷農藥殘留進行了檢測。利用丙酮-二氯甲烷(1:1,V:V)超聲波提取,提取液依次用二氯甲烷,乙腈液液萃取去除牛奶中的干擾物質。液液萃取具有處理量大、分離效果好、回收率高、可連續(xù)操作以及自動控制等特點,因此得到廣泛的應用。但是液液萃取操作煩瑣,需要大量有毒有害有機溶劑作為萃取劑,特別是含有鹵素的有機溶劑,不利于分析人員的身體健康,對環(huán)境也會造成一定的污染。3.2固相萃取柱凈化小柱固相萃取技術由液固萃取和柱液相色譜技術相結合發(fā)展而來,主要用于樣品的分離、純化和濃縮,是目前常用的凈化手段。固相萃取技術是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的原理,使樣品混合物通過柱子后,干擾物流出柱子,所測目標物保留在柱中,通過再選擇合適的溶劑把保留在柱中的目標物洗脫下來,從而達到分離、凈化的目的。也可選擇性吸附干擾雜質,而讓被測物質流出或同時吸附雜質和被測物質,再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測物質。固相萃取具有不易乳化,需要有機溶劑少,凈化效果好等優(yōu)點,因此被廣泛應用。例如硅膠吸附柱與Florisil對親脂性化合物有特別強的吸附作用,因此對油性食品的凈化有非常好的效果。硅膠和氧化鋁對脂肪有一定的吸附作用,適用于分析某些脂肪含量高的食品。C18材料的硅膠上接有十八烷基,該十八烷基官能團有較高的相覆蓋率和碳含量,對部分油脂的去除有十分顯著的效果,同時還可以除去其他一些非極性的雜質。因此這些固相萃取柱常用于牛奶或奶粉中農藥殘留的測定前處理中。Bordet等選擇低溫提取樣品,采用C18及Florisil兩柱串聯凈化,同時測定牛奶中的21種有機氯、6種擬除蟲菊酯以及7種多氯聯苯類農藥殘留;王兆基等利用Florisil硅藻土凈化和氣相色譜(GC)的選擇性檢測器分析了牛奶中有機氯和有機磷農藥殘留;林竹光等利用超聲輔助提取Florisil硅藻土和中性氧化鋁雙凈化劑同時凈化及正己烷/乙酸乙酯(1/1,v/v)混合洗脫劑洗脫,采用氣相色譜-負離子化學源質譜法分析牛奶飲品和奶粉中的19種有機磷農藥殘留。其中,18種有機磷農藥的方法檢測限均小于1.0μg/kg。陳燕清等報道用乙酸乙酯提取,C18固相萃取柱純化、富集,采用電噴霧正離子模式離子化檢測牛奶中殺線威、涕滅威。結果顯示方法的平均回收率:殺線威為92.5%~95.6%、涕滅威為91.6%~93.4%,檢測限分別達到為0.4ng、0.1ng。鄭軍紅等用C18柱進行凈化,液相色譜-串聯質譜法測定牛奶樣品中128種農藥殘留量的方法。128種農藥在0.14~0.62μg/L的添加范圍內的回收率在60.4%~118.4%之間;在0.56~2.48μg/L的添加范圍內的平均回收率在64.4%~118.5%之間,其具有較好的精密度和靈敏度高,符合牛奶中農藥殘留量的日常檢測痕量分析的要求。固相萃取技術具有分離效率高、快速、使用方便、重復性好、節(jié)省經費、安全等優(yōu)點,因而在農藥多殘留的分離、提取、凈化和濃縮方面得到了廣泛應用,但SPE易將共存干擾物萃取出來,且富集倍數有限。3.3固相微萃取法固相微萃取是在固相萃取技術發(fā)展起來的新型分離技術,吸收了固相萃取優(yōu)點,摒棄了其需要柱填充物和使用溶劑洗脫解吸附的弊病,只需選擇一種具有選擇吸附性涂層的吸附劑。和其他傳統技術相比,固相微萃取技術的顯著優(yōu)點是將萃取、濃縮2個步驟合并到1個步驟中完成。操作簡單,所需時間短,無需溶劑,用樣量少,選擇性強,對目標化合物有較好的選擇性,并且有較高的靈敏度,可以使用于微量、痕量分析。固相微萃取有三種基本的萃取方式,直接萃取,頂空萃取和膜保護萃取。朱捷等利用的是頂空固相微萃取,使被測組分從液相中先擴散穿透到氣相中,然后被測組分再從氣相轉移到萃取固定相中,用氣相色譜-質譜聯用測定了牛奶中31種有機氯和擬除蟲菊酯類農藥。方法的最低檢測限在0.002~0.2μg/L之間,回收率在85%~110%之間。González-Rodríguez等利用固相微萃取-GC-多級質譜(MS/MS)分析了牛奶中多種有機氯和有機磷農藥殘留。在樣品前處理方法上,采用了固相微萃取技術,不但縮短了分析時間,而且減少了有機溶劑使用量,降低了化學分析對環(huán)境帶來的污染。3.4提取與測定方法基質分散固相萃取是美國Barker教授在1989年首次提出并給予理論解釋的一種嶄新的萃取技術。分散劑的種類有不同粒徑的Florisil硅藻土、中性氧化鋁和硅膠作為分散劑。其特點是將樣品的組織勻漿、沉淀、離心、pH調節(jié)、萃取、凈化和轉移等所有前處理步驟合并在一起,既縮短了樣品前處理時間,又保證了萃取和凈化效率。此方法是簡單高效,從最初應用于生物樣品中微量有機物的提取,從而發(fā)展為在生物、環(huán)境、食品樣品的前處理中的廣泛使用,同時適用于各種分子結構和極性農藥殘留的提取凈化,目前也將它運用在了牛奶的農殘檢測中。陳美瑜利用改進的基質固相分散法與GC-MS/MS分析方法結合應用于牛奶中13種有機磷農藥殘留的同時分析,優(yōu)化各樣品前處理參數并對樣品與分散劑中性氧化鋁研磨后,采用乙腈超聲提取。乙腈作為提取劑時,無脂肪洗出。葉瑞洪等牛奶樣品用乙腈均質提取,鹽析分配得到的提取液采用C18和PrimarySecondaryAmine(PSA)粉末分散固相萃取凈化,超高效液相色譜-串聯質譜儀(UPLC-MS/MS)分析,采用電噴霧離子化正離子方式(ESI+)及多反應監(jiān)測模式(MRM)測定,基質匹配標準溶液外標法定量。方法的定量限均達到0.01mg/kg,回收率為62.8%~107%,相對標準偏差為4.2%~19%。該方法準確、靈敏、快速,可滿足多種食品中有機磷農藥殘留的檢測要求。MSPD技術提取凈化效率高,耗時短、節(jié)省溶劑、樣品用量少,因此更適用于如今的自動化分析,是目前農殘、獸藥殘留比較有前途的前處理方法。3.5凈化小體積,減少回收率凝膠滲透色譜的固定相為凝膠顆粒,隨流動相的移動,分子量大的分子沿凝膠顆粒間的間隙移動,在色譜柱中保留時間較短,分子量小的分子擴散到凝膠顆粒內部,在色譜柱中保留時間較長,從而達到凈化和富集組分的目的。GPC對于去除色素、脂肪、蛋白質等大分子物質非常有效,已應用于牛奶檢測。曾凡剛利用凝膠滲透色譜進行凈化,測定了牛奶中的10種有機氯農藥殘留;本方法的10種有機氯農藥平均回收率在85.57%~108.86%之間,相對標準偏差小于10.88%,最小檢測限范圍為0.042~0.199μg/kg,完全可以滿足多殘留農殘檢測的要求。該法簡便省時,自動化程度高。3.6濁點萃取前處理濁點萃取是一種新型液-液萃取技術。它以中性表面活性劑膠束水溶液的溶解性和濁點現象為基礎,通過改變實驗參數從而引發(fā)相分離,將疏水性物質與親水性物質分離。利用表面活性劑的濁點現象,溶液靜置一段時間(或離心)后會分離成二相,一相為表面活性劑相,另一相為是表面活性劑濃度小于原溶液的水相。外界條件(如溫度)向相反方向變化,兩相便消失,再次成為均一溶液。濁點萃取因為萃取劑是表面活性劑,不使用揮發(fā)性有機溶劑,不影響環(huán)境并且容易處理,因此受到人們的青睞。此技術最初是用于金屬離子絡合物的萃取分離,膜蛋白及某些有機物的分離和純化,在環(huán)境樣品的前處理中也有應用。近幾年,濁點萃取技術往往作為農殘檢測分析的前處理方法。王健等把濁點萃取技術利用到了牛奶農殘的檢測中,表面活性劑先后在牛奶的破乳和牛奶中農藥的分離富集中起作用,破乳后的上清液進行濁點萃取,大大簡化了牛奶樣品的前處理步驟。建立了高效液相色譜法測定了牛奶中的6種除草劑殘留,平均加標回收率為85.09%~96.74%,相對標準偏差為1.90%~3.98%。6種農藥的定量檢測限均小于國家規(guī)定的農藥殘留限量(MRL)。在牛奶的農殘檢測中,采用表面活性物質在一定條件下能夠使牛奶破乳,然后改變實驗參數應用濁點萃取技術富集牛奶中的農藥,整個過程避免了有機試劑的使用,綠色無污染,富集提取效果好。3.7quehs-固相萃取凈化方法的應用QuEChERS方法是近幾年發(fā)展起來的一種簡單、快速、經濟、高效、安全的樣品前處理方法。被廣泛應用于農產品的快速檢測,其原理是利用吸附劑填料與基質中的雜質和干擾物質相互作用,吸附雜質和干擾物質從而達到除雜凈化的目的。此方法提出了選用乙腈作為提取劑,不會共萃取出大量的脂溶性物質。選擇具有更強吸水功能的試劑無水硫酸鎂代替常用的無水硫酸鈉,放出熱量更有助于部分農藥的提取;采用PSA(N-丙基乙二胺)能夠有效去除樣品中的許多極性化合物、脂肪酸、有機酸、酚酞和色素等雜質,與其他的萃取層析填料如弗羅里硅土、中性氧化鋁等相比,PSA對部分農藥有更小的吸附和更高的回收率。當樣品中含有大量的蛋白和脂肪時,C18能起到很好的凈化效果。近幾年QuEChERS方法仍在不斷的改進和成熟,為了達到更好的凈化效果,常采用混合型分散固相萃取凈化方法,即凈化過程綜合使用多種凈化劑。高曉昇等建立一種改進的QuEChERS法進行樣品前處理,快速、簡便、環(huán)保、高效,可用于大量牛奶及其制品中擬除蟲菊酯類農藥殘留的檢測。試驗結果表明,使用該方法檢測牛奶中8種擬除蟲菊酯農藥,最低檢出限在0.001~0.008mg/kg之間,樣品加標回收率為65.09%~100.02%,RSD為2.96%~11.64%,符合食品中農藥殘留檢測的要求。高曉昇等在QuEChERS的基礎上,對樣品的提取及凈化都進行了部分的改進,用含1%甲酸的乙腈(V/V)作為提取液代替乙腈提取,用乙酸鈉代替氯化鈉。針對牛奶樣品含有蛋白和脂肪等其他復雜物質,在凈化步驟中除用PSA外,換用C18來代替GCB,取得了滿意的結果。高馥蝶等采用QuEChERS方法進行樣品前處理