出口蔬菜中多種保鮮劑的檢測(cè)方法

張婧涵

蔬菜是我國(guó)的重要出口產(chǎn)品之一。如何能夠更好地保存出口蔬菜是行業(yè)面臨的問(wèn)題之一，為了解決這個(gè)問(wèn)題，許多農(nóng)戶和商家選擇了使用化學(xué)保鮮劑的方法。相較于天然保鮮劑來(lái)說(shuō)，化學(xué)保鮮劑具有成本低、易操作等特點(diǎn)，深受農(nóng)戶與商家的青睞。但是如果保鮮劑使用量超標(biāo)，就會(huì)給人體造成傷害。本文進(jìn)行了出口蔬菜中多種保鮮劑殘留的檢測(cè)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到氣相色譜-質(zhì)譜法中最佳的溶劑使用類(lèi)別和使用量，提高了氣相色譜分析法檢測(cè)農(nóng)產(chǎn)品保鮮劑殘留的準(zhǔn)確度與精確度。

出口蔬菜保鮮劑殘留超標(biāo)是容易發(fā)生的現(xiàn)象。對(duì)于內(nèi)陸地區(qū)來(lái)說(shuō)，出口蔬菜要面臨長(zhǎng)距離的運(yùn)輸，商家必須保證蔬菜在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)自然腐爛，保證送到消費(fèi)者面前的是新鮮的蔬菜，因此保鮮劑的使用就是必需的。部分商家沒(méi)有科學(xué)知識(shí)，不了解多少用量是合規(guī)無(wú)害的，同時(shí)又非常希望蔬菜不會(huì)在途中腐爛，所以就可能加大保鮮劑的使用量，最終導(dǎo)致蔬菜上殘留化學(xué)保鮮劑超標(biāo)。行業(yè)中使用最多的是化學(xué)保鮮劑，化學(xué)保鮮劑實(shí)質(zhì)上就是農(nóng)藥，如果過(guò)多地殘留在蔬菜上會(huì)讓蔬菜無(wú)法達(dá)到人們的口感要求，甚至?xí)?duì)人體造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。蔬菜在出口之前要做化學(xué)物殘留的檢測(cè)，然而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)蔬菜的殘留物檢測(cè)規(guī)定并不全面和細(xì)致，也存在一些落后于科技發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，比如有明確蔬菜保鮮劑殘留量限制的保鮮劑種類(lèi)不多，而且限制量上限比較高。出于對(duì)消費(fèi)者餐桌安全和消費(fèi)信息的考慮，業(yè)內(nèi)必須提高生產(chǎn)安全意識(shí)，認(rèn)識(shí)到出口蔬菜化學(xué)保鮮劑殘留超標(biāo)的嚴(yán)重性，積極利用已有技術(shù)或者創(chuàng)造新的技術(shù)提高化學(xué)物檢測(cè)精度與準(zhǔn)確度，筑牢食品安全防線。

一、研究方法概述

蔬菜上殘留的化學(xué)保鮮劑的成分比較多且雜，如果對(duì)每種物質(zhì)都單獨(dú)檢測(cè)就會(huì)造成檢測(cè)項(xiàng)目多、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，浪費(fèi)更多的時(shí)間與資源，降低檢測(cè)效率，給蔬菜出口通關(guān)造成困擾。因此，業(yè)界致力于發(fā)展和應(yīng)用能夠同時(shí)檢測(cè)多種化學(xué)有機(jī)物的檢測(cè)方法，這些檢測(cè)方法具有靈敏、快速、便捷等特點(diǎn)，有利于縮短檢測(cè)時(shí)間、提高檢測(cè)效率。目前常用的多種保鮮劑殘留物檢測(cè)的方法包括液相色譜法、氣相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法，還有免疫分析法等等，色譜法利用了樣品中的有機(jī)物性質(zhì)不同，通過(guò)特殊的技術(shù)手段，讓不同物質(zhì)的物化性質(zhì)顯現(xiàn)，利用一定的轉(zhuǎn)換手法，讓研究人員能夠推斷出某種物質(zhì)的存在和含量，按照流動(dòng)相即帶動(dòng)樣品移動(dòng)物質(zhì)的狀態(tài)不同，色譜法被劃分為氣相色譜法與液相色譜法。在氣相色譜法中，作為流動(dòng)相的是某種氣體，這種氣體在色譜法中被叫做載氣。氣相色譜法擁有更高的分離效果和解析速度，將其與能夠獲取物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息的質(zhì)譜分析法結(jié)合起來(lái)就能得到高效的保鮮劑殘留物檢測(cè)方法。曹淑瑞運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜分析法成功地檢測(cè)出了白菜、甘藍(lán)上殘留的三唑酮、腈菌唑等保鮮劑成分，謝建軍使用氣相色譜-質(zhì)譜分析法檢測(cè)出了蘋(píng)果、山竹等水果上殘留的超過(guò)一百種保鮮劑化學(xué)物質(zhì)殘留，李雪等使用氣相色譜-質(zhì)譜分析法對(duì)果蔬上的化學(xué)殘留物成功地做出了定量分析。

同時(shí)，檢測(cè)多種保鮮劑意味著必須充分考慮和利用不同保鮮劑成分的不同理化性質(zhì)，在試劑的選用上必須經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，選擇對(duì)各個(gè)成分檢出影響最小的。樣本的檢測(cè)前，處理是檢測(cè)的關(guān)鍵一環(huán)，常用的液液萃取需要耗費(fèi)過(guò)多的溶劑，經(jīng)濟(jì)性較差，固相萃取法進(jìn)行樣本處理與樣本凈化耗費(fèi)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，效率較低，也不適合用于多種保鮮劑檢測(cè)中。QuEChERS是現(xiàn)在很流行的樣本前處理方法，該方法使用的材料和器材不多，經(jīng)濟(jì)效益很好，耗費(fèi)的時(shí)間短，操作簡(jiǎn)單，在實(shí)際工作中被證明是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的，因此廣受人們認(rèn)可，在近些年得到了快速發(fā)展。

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（一）材料與樣本

儀器：7890-5975C氣相色譜-質(zhì)譜儀，Sartorius BS224S型天平，3-30K臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，XH-B型渦旋振蕩混合器，4011Digital旋轉(zhuǎn)蒸儀，Eppendorf移液器。

材料：乙腈、丙酮、乙酸乙酯、正己烷，PSA（乙二胺-N-丙基硅烷，粒度60μm），ODS（十八烷基硅烷鍵合硅膠，粒度 60μm），C18固相萃取柱（6mL，0.50g），活性炭固相萃取柱（6mL，0.50g），NH2固相萃取柱（6mL，0.50g）。

蔬菜樣本為本地大型超市的辣椒、黃瓜、甘藍(lán)、白菜、茄子等商品。

（二）溶液配制

本實(shí)驗(yàn)使用外標(biāo)法測(cè)量樣本中成分與其濃度，外標(biāo)法需要配置標(biāo)準(zhǔn)溶液，首先得到標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)譜，將其各個(gè)鋒面的高度與面積與成分濃度對(duì)應(yīng)起來(lái)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，用作樣本中各成分的定量對(duì)比分析。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各稱量0.01克放于燒杯中，加入少量丙酮溶液，待燒杯中的物質(zhì)充分溶解后將其轉(zhuǎn)移到10毫升容量瓶中，按照配置固定濃度溶液的方法，配置以丙酮為溶劑的濃度為1000毫克每升單標(biāo)儲(chǔ)備液。

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：取適量配好的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用與配置標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液同樣的方法，配置以丙酮為溶劑的16種保鮮劑物質(zhì)的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

兩種溶液均放置于-18攝氏度環(huán)境下保存?zhèn)溆谩?/p>

（三）樣品處理

辣椒、黃瓜、甘藍(lán)、白菜、茄子等蔬菜各稱取250克，用勻質(zhì)器將蔬菜制作成質(zhì)地均勻的蔬菜漿，將其各自放置于干凈的容器中，做好容器上的信息標(biāo)識(shí)，最后放置于4攝氏度的環(huán)境下保存待用。

做好的蔬菜勻漿還要經(jīng)歷提取與凈化兩個(gè)步驟才能正式做保鮮劑檢測(cè)。

提取：提取是指將蔬菜中的保鮮劑成分提取出來(lái)。將蔬菜勻漿取出10克，做好螺旋蓋聚四氟乙烯離心管儀器的清潔與調(diào)試工作，避免在使用過(guò)程中對(duì)樣本造成污染或者發(fā)生故障，在離心管中放入勻漿與10毫升乙腈、4毫升濃度為2摩爾每升的乙酸銨溶液，渦旋振蕩2分鐘，使其充分接觸形成穩(wěn)定的物質(zhì)狀態(tài)，然后加入5克氯化鈉，同樣進(jìn)行渦旋震蕩1分鐘，之后將渦旋震動(dòng)后形成的物質(zhì)置于離心機(jī)內(nèi)，將離心機(jī)調(diào)試到適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速，離心過(guò)程持續(xù)3分鐘，該步驟完成后，物質(zhì)將分為兩相即容器內(nèi)形成兩部分互不相容的物質(zhì)，將其中的有機(jī)相提取出來(lái)。再次進(jìn)行此系列操作，得到另一份有機(jī)相，將兩份有機(jī)相融合。

凈化：凈化是為了去除溶液中與檢測(cè)保鮮劑無(wú)關(guān)的雜質(zhì)，降低雜質(zhì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾。具體操作是取10毫升提取步驟中得到的有機(jī)相放置入15毫升的螺旋蓋聚四氟乙烯離心管中加入100毫克粒度60微米乙二胺-N-丙基硅烷，150毫克粒度60微米的十八烷基硅烷鍵合硅膠，500毫克的無(wú)水硫酸鎂，渦旋1分鐘，以每分鐘5000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速將渦旋后的溶液離心3分鐘，將離心后的溶液的上清液取出放置于25毫升的旋蒸瓶中，清潔與調(diào)試旋轉(zhuǎn)蒸儀，保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，將旋蒸瓶放到儀器上，啟動(dòng)，蒸干過(guò)程中要維持環(huán)境溫度不能高于40攝氏度。觀察溶液狀態(tài)，溶劑幾乎被全部蒸干時(shí)關(guān)上儀器，用丙酮溶解得到的物質(zhì)，過(guò)0.22微米有機(jī)濾膜于氣相進(jìn)樣容器中，待用。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（一）16 種保鮮劑的色譜圖

按照前步驟配置濃度為每升1毫克的16種保鮮劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用色譜、質(zhì)譜分析儀器分析，操作過(guò)程中保證儀器在最佳狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，保證實(shí)驗(yàn)所用材料符合實(shí)驗(yàn)要求，最后得到標(biāo)準(zhǔn)色譜圖。該混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中的16種保鮮劑在色譜分析法中有很好的分離度，使用色譜分析蔬菜上的保鮮劑殘留是可行的。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)混合溶液的色譜峰面積與各個(gè)保鮮劑濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，用作樣本保鮮劑含量定性分析與定量分析的依據(jù)。以峰面積為縱軸和因變量，以濃度為橫軸和因變量，利用專業(yè)數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果顯示，在每升0.02毫克到2毫克的濃度范圍內(nèi)，峰面積與濃度之間呈現(xiàn)較規(guī)律的線性關(guān)系。

（二）方法的回收率和精密度

回收率是有效樣本數(shù)量與總樣本數(shù)量的比例，精密度是由相同條件下進(jìn)行試驗(yàn)得到結(jié)果，也就是最小實(shí)驗(yàn)偏差，與完全不同的條件下實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，也就是最大實(shí)驗(yàn)偏差，兩者共同決定了它是衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的重要指標(biāo)。在辣椒、黃瓜、甘藍(lán)、白菜、茄子等蔬菜勻漿中加入制好的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后按照上述方法測(cè)量實(shí)驗(yàn)的回收率與精密度。結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)的樣本回收率波動(dòng)率較小，樣本回收程度較高，精密度較高，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況基本吻合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠。

此外，以三倍信號(hào)噪聲比計(jì)算能夠檢出某物質(zhì)存在的最低含量值即檢出限（LOD），以十倍信號(hào)噪聲比計(jì)算能夠檢出某物質(zhì)含量的最低含量值即定量限（LOQ），計(jì)算結(jié)果顯示保鮮劑的檢出限濃度為每千克0.004微克到0.965微克，檢出限濃度為0.013微克到3.215微克。

（三）實(shí)際樣品檢測(cè)

本實(shí)驗(yàn)中的樣品蔬菜檢測(cè)結(jié)果顯示，只有幾種蔬菜檢測(cè)含有某幾種化學(xué)保鮮劑，大部分的蔬菜沒(méi)有被檢測(cè)出內(nèi)部殘留了化學(xué)保鮮劑。本實(shí)驗(yàn)是在優(yōu)化后的現(xiàn)有最佳條件下進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)格遵守相關(guān)的操作標(biāo)準(zhǔn)與操作要求，實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)可靠。因此可以推斷，我國(guó)的出口蔬菜的化學(xué)保鮮劑殘留水平較低，能夠達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)，在沒(méi)有特殊情況時(shí)，該保鮮劑殘留劑量不會(huì)傷害到消費(fèi)者的身體健康。

四、討論

（一）提取溶劑的優(yōu)化選擇

由于16種保鮮劑的物理性質(zhì)存在很大差別，不同溶劑的溶解度都有所不同，因此本實(shí)驗(yàn)使用不同的溶劑進(jìn)行了回收率測(cè)試，以確定哪種溶劑更有利于有效提取16種保鮮劑。本實(shí)驗(yàn)測(cè)試了丙酮、正己烷-乙酸乙酯、乙腈三種溶劑的溶解水平，綜合來(lái)看，乙腈對(duì)所有種類(lèi)的保鮮劑的溶解水平都是中等偏上的，因此本實(shí)驗(yàn)選取了乙腈溶劑。

16種保鮮劑中的羥基苯甲酸酯類(lèi)保鮮劑顯弱酸性，如果能夠調(diào)節(jié)溶液的PH值，那么就能使這類(lèi)保鮮劑更容易溶于乙腈溶劑。以此為理論基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)考慮在溶液中加入乙酸銨緩沖溶液調(diào)節(jié)溶液酸堿度。根據(jù)現(xiàn)有的研究資料證明，在溶液中加入每升2摩爾濃度的乙酸銨緩沖溶液，能夠明顯提高羥基苯甲酸酯類(lèi)保鮮劑的回收率。本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了加入不同劑量乙酸銨緩沖溶液下保鮮劑的回收率，結(jié)果顯示，當(dāng)加入4毫升緩沖液時(shí)回收效果最好，且對(duì)其他類(lèi)別的保鮮劑回收率沒(méi)有明顯影響，因此本實(shí)驗(yàn)在樣本溶液中加入了4毫升濃度為每升2摩爾濃度的乙酸銨緩沖溶液。

（二）凈化條件的優(yōu)化選擇

相關(guān)QuEChERS樣本前處理文件說(shuō)明，樣本溶液的凈化主要使用PSA吸附劑、ODS吸附劑與GCB，其中GCB吸附劑能夠有效去除溶液中的色素成分，但是其對(duì)于多酚類(lèi)和某些化合物的回收效果較差，因此本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有使用GCB吸附劑，而是使用了PSA、ODS兩種吸附劑。

為了確認(rèn)何種劑量能夠達(dá)到最好的凈化效果，本實(shí)驗(yàn)使用了控制變量法測(cè)試了不同劑量下的樣本的回收率。統(tǒng)一使用辣椒這個(gè)實(shí)驗(yàn)基質(zhì)，添加相同濃度的16種保鮮劑，濃度固定為每千克0.05毫克。首先固定ODS吸附劑的用量，加入0到200毫克之間均勻排布的五個(gè)PSA吸附劑用量水平，測(cè)試回收效果。結(jié)果顯示，PSA吸附劑的用量為100毫克時(shí)總體回收效果更好。然后固定PSA吸附劑的用量為100毫克，其他實(shí)驗(yàn)元素保持不變重復(fù)上述步驟。結(jié)果顯示，不同水平的ODS吸附劑用量對(duì)保鮮劑的回收水平?jīng)]有明顯影響。接著對(duì)ODS吸附劑處理后的樣本做譜圖分析，譜圖顯示，樣本中殘留最多的雜質(zhì)包括三種：二乙基草酰胺、苯胺和5-乙酯基氨基-8-甲氧基喹啉，150毫克的ODS吸附劑用量能夠很好地去除苯胺雜質(zhì)，但是對(duì)其他兩種雜質(zhì)的去除效果不是很好，50mg ODS吸附劑對(duì)5-乙酯基氨基-8-甲氧基喹啉凈化效果最好。根據(jù)對(duì)其作用原理的推斷，實(shí)驗(yàn)者判斷使用150毫克的ODS吸附劑的整體實(shí)驗(yàn)效果最好。

很多實(shí)驗(yàn)都需要濃縮樣本溶液，在通常情況下，采用最多的是利用氮?dú)獯蹈?，在一般的?shí)驗(yàn)中，這種方法是最經(jīng)濟(jì)也是最快速的。但是本實(shí)驗(yàn)的提取溶劑是乙腈，氮?dú)鉀](méi)辦法在短時(shí)間內(nèi)吹干乙腈。出于對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的效率考慮，本實(shí)驗(yàn)使用了旋轉(zhuǎn)抽干。

結(jié)論

本研究?jī)?yōu)化了氣相色譜-質(zhì)譜研究法檢驗(yàn)出口農(nóng)產(chǎn)品殘留化學(xué)保鮮劑的方法和過(guò)程，證明了檢驗(yàn)16種保鮮劑時(shí)使用乙腈溶劑并且加入4毫升濃度為每升2摩爾濃度的乙酸銨緩沖溶液能夠提高保鮮劑回收率，100毫克PSA吸附劑與150毫克的ODS吸附劑用量?jī)艋Ч詈谩?/p>