牛奶中農(nóng)藥殘留的測定與分析

牛奶中農(nóng)藥殘留的測定與分析

1牛奶和農(nóng)藥殘留污染牛奶含有蛋白質(zhì)、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(zhì)、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(shù)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(nèi)外又頻頻曝光了其它乳產(chǎn)品安全事件,讓人們對乳產(chǎn)品的安全極為關(guān)注。長期以來人們極為重視牛乳中獸藥殘留問題,尤其關(guān)注抗生素問題。如今牛奶中農(nóng)藥的殘留也備受各國的重視,國內(nèi)外毒理學(xué)專家研究證明,牛奶中農(nóng)藥殘留污染對人體健康存在微劑量、慢性細(xì)微毒性危害?？刂颇坍a(chǎn)品中農(nóng)藥殘留污染,確保乳品安全,日益受到關(guān)注。2001年10月,農(nóng)業(yè)部就發(fā)布實(shí)施了《無公害食品生鮮牛乳》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),新鮮牛乳的衛(wèi)生指標(biāo)明確了BHC、DDT、倍硫磷、馬拉硫磷、甲胺磷的限量標(biāo)準(zhǔn)。GB2763-2012《食品中農(nóng)藥最大殘留限量》對生鮮牛乳中α-666等18種農(nóng)藥都規(guī)定了限量標(biāo)準(zhǔn)。因此開發(fā)一種快速,準(zhǔn)確,簡單,費(fèi)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(nóng)藥殘留檢測方法能夠提供很好的幫助。2牛奶中殘留農(nóng)藥的來源、現(xiàn)狀和危害2.1聚合物牛乳生產(chǎn)運(yùn)輸過程會受到一些污染農(nóng)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(nóng)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(chǎn)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(nóng)藥品種更多,牛乳及其乳制品的產(chǎn)業(yè)鏈較長,牛奶在生產(chǎn)運(yùn)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(nóng)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(nóng)藥殘留的飼料,部分農(nóng)藥通過食物鏈在動物體內(nèi)蓄積;2為抑制奶牛身上的真菌、細(xì)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(shè)備、用具、器皿及其他牛奶接觸到的物件也均有可能導(dǎo)致其殘留;3在乳制品的的生產(chǎn)加工過程中,飼料種植使用的農(nóng)藥經(jīng)遷移轉(zhuǎn)化后進(jìn)入生乳,再經(jīng)加工進(jìn)入乳制品,最后進(jìn)入乳與乳制品中。2.2對動植物造成危害據(jù)報道,農(nóng)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(nóng)藥揮發(fā)到空氣中,流入水體中,沉降聚集在土壤中,嚴(yán)重污染農(nóng)畜漁果產(chǎn)品,并通過食物鏈的富集作用轉(zhuǎn)移到生物體,對生物體產(chǎn)生危害。因此,乳制品中的農(nóng)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(nóng)藥在飼料種植、生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用。動物食用含有農(nóng)藥的食物,農(nóng)藥會在體內(nèi)聚集。同樣當(dāng)人體食用含有農(nóng)藥的食物,并在體內(nèi)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(nóng)藥可使神經(jīng)細(xì)胞病變,有機(jī)氯類農(nóng)藥可使神經(jīng)端從的前膜發(fā)生病變,損害神經(jīng)元,導(dǎo)致神經(jīng)中樞死亡,誘導(dǎo)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(dǎo)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(shù)人食用有害蔬菜后并不馬上表現(xiàn)出癥狀,毒物在人體中富集,時間長了便會釀成嚴(yán)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(zhì),把牛奶中的農(nóng)殘和雜質(zhì)分離出來。要對牛奶進(jìn)行必要的前處理,凈化樣品有效的提取目標(biāo)物。近年來,較多的文獻(xiàn)報道了牛奶中農(nóng)殘的色譜檢測方法,其中應(yīng)用了不同的前處理方法,增加對目標(biāo)分析物的凈化效果與濃縮,以達(dá)到檢測要求。3.1采用超聲波提取法,制備為有機(jī)磷農(nóng)藥殘留產(chǎn)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(shù)是一種傳統(tǒng)的樣品前處理技術(shù),利用被分析組分與樣品中的干擾雜質(zhì)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(shù)的不同,使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過反復(fù)多次萃取,將絕大部分的目標(biāo)化合物被提取出來從而而實(shí)現(xiàn)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(zhì)。再經(jīng)液液萃取,除去水溶性雜質(zhì),最大限度地提取待檢農(nóng)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(jī)磷農(nóng)藥殘留進(jìn)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(zhì)。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(diǎn),因此得到廣泛的應(yīng)用。但是液液萃取操作煩瑣,需要大量有毒有害有機(jī)溶劑作為萃取劑,特別是含有鹵素的有機(jī)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(shù)由液固萃取和柱液相色譜技術(shù)相結(jié)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(shù)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(biāo)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(biāo)物洗脫下來,從而達(dá)到分離、凈化的目的。也可選擇性吸附干擾雜質(zhì),而讓被測物質(zhì)流出或同時吸附雜質(zhì)和被測物質(zhì),再使用合適的溶劑選擇性洗脫被測物質(zhì)。固相萃取具有不易乳化,需要有機(jī)溶劑少,凈化效果好等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用。例如硅膠吸附柱與Florisil對親脂性化合物有特別強(qiáng)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(tuán)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(zhì)。因此這些固相萃取柱常用于牛奶或奶粉中農(nóng)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(lián)凈化,同時測定牛奶中的21種有機(jī)氯、6種擬除蟲菊酯以及7種多氯聯(lián)苯類農(nóng)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(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)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(fù)離子化學(xué)源質(zhì)譜法分析牛奶飲品和奶粉中的19種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留。其中,18種有機(jī)磷農(nóng)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(jié)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(dá)到為0.4ng、0.1ng。鄭軍紅等用C18柱進(jìn)行凈化,液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定牛奶樣品中128種農(nóng)藥殘留量的方法。128種農(nóng)藥在0.14~0.62μg/L的添加范圍內(nèi)的回收率在60.4%~118.4%之間;在0.56~2.48μg/L的添加范圍內(nèi)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(nóng)藥殘留量的日常檢測痕量分析的要求。固相萃取技術(shù)具有分離效率高、快速、使用方便、重復(fù)性好、節(jié)省經(jīng)費(fèi)、安全等優(yōu)點(diǎn),因而在農(nóng)藥多殘留的分離、提取、凈化和濃縮方面得到了廣泛應(yīng)用,但SPE易將共存干擾物萃取出來,且富集倍數(shù)有限。3.3固相微萃取法固相微萃取是在固相萃取技術(shù)發(fā)展起來的新型分離技術(shù),吸收了固相萃取優(yōu)點(diǎn),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(tǒng)技術(shù)相比,固相微萃取技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)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(qiáng),對目標(biāo)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(hù)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(kuò)散穿透到氣相中,然后被測組分再從氣相轉(zhuǎn)移到萃取固定相中,用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用測定了牛奶中31種有機(jī)氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)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(zhì)譜(MS/MS)分析了牛奶中多種有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥殘留。在樣品前處理方法上,采用了固相微萃取技術(shù),不但縮短了分析時間,而且減少了有機(jī)溶劑使用量,降低了化學(xué)分析對環(huán)境帶來的污染。3.4提取與測定方法基質(zhì)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(shù)。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(diǎn)是將樣品的組織勻漿、沉淀、離心、pH調(diào)節(jié)、萃取、凈化和轉(zhuǎn)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(yīng)用于生物樣品中微量有機(jī)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(jié)構(gòu)和極性農(nóng)藥殘留的提取凈化,目前也將它運(yùn)用在了牛奶的農(nóng)殘檢測中。陳美瑜利用改進(jìn)的基質(zhì)固相分散法與GC-MS/MS分析方法結(jié)合應(yīng)用于牛奶中13種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的同時分析,優(yōu)化各樣品前處理參數(shù)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(zhì)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(lián)質(zhì)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(yīng)監(jiān)測模式(MRM)測定,基質(zhì)匹配標(biāo)準(zhǔn)溶液外標(biāo)法定量。方法的定量限均達(dá)到0.01mg/kg,回收率為62.8%~107%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.2%~19%。該方法準(zhǔn)確、靈敏、快速,可滿足多種食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測要求。MSPD技術(shù)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(nóng)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(kuò)散到凝膠顆粒內(nèi)部,在色譜柱中保留時間較長,從而達(dá)到凈化和富集組分的目的。GPC對于去除色素、脂肪、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)非常有效,已應(yīng)用于牛奶檢測。曾凡剛利用凝膠滲透色譜進(jìn)行凈化,測定了牛奶中的10種有機(jī)氯農(nóng)藥殘留;本方法的10種有機(jī)氯農(nóng)藥平均回收率在85.57%~108.86%之間,相對標(biāo)準(zhǔn)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(nóng)殘檢測的要求。該法簡便省時,自動化程度高。3.6濁點(diǎn)萃取前處理濁點(diǎn)萃取是一種新型液-液萃取技術(shù)。它以中性表面活性劑膠束水溶液的溶解性和濁點(diǎn)現(xiàn)象為基礎(chǔ),通過改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)從而引發(fā)相分離,將疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離。利用表面活性劑的濁點(diǎn)現(xiàn)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(diǎn)萃取因?yàn)檩腿┦潜砻婊钚詣?不使用揮發(fā)性有機(jī)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(shù)最初是用于金屬離子絡(luò)合物的萃取分離,膜蛋白及某些有機(jī)物的分離和純化,在環(huán)境樣品的前處理中也有應(yīng)用。近幾年,濁點(diǎn)萃取技術(shù)往往作為農(nóng)殘檢測分析的前處理方法。王健等把濁點(diǎn)萃取技術(shù)利用到了牛奶農(nóng)殘的檢測中,表面活性劑先后在牛奶的破乳和牛奶中農(nóng)藥的分離富集中起作用,破乳后的上清液進(jìn)行濁點(diǎn)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(biāo)回收率為85.09%~96.74%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.90%~3.98%。6種農(nóng)藥的定量檢測限均小于國家規(guī)定的農(nóng)藥殘留限量(MRL)。在牛奶的農(nóng)殘檢測中,采用表面活性物質(zhì)在一定條件下能夠使牛奶破乳,然后改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)應(yīng)用濁點(diǎn)萃取技術(shù)富集牛奶中的農(nóng)藥,整個過程避免了有機(jī)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(yīng)用QuEChERS方法是近幾年發(fā)展起來的一種簡單、快速、經(jīng)濟(jì)、高效、安全的樣品前處理方法。被廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品的快速檢測,其原理是利用吸附劑填料與基質(zhì)中的雜質(zhì)和干擾物質(zhì)相互作用,吸附雜質(zhì)和干擾物質(zhì)從而達(dá)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(zhì)。選擇具有更強(qiáng)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(nóng)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(jī)酸、酚酞和色素等雜質(zhì),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(nóng)藥有更小的吸附和更高的回收率。當(dāng)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(jìn)和成熟,為了達(dá)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(jìn)的QuEChERS法進(jìn)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(nóng)藥殘留的檢測。試驗(yàn)結(jié)果表明,使用該方法檢測牛奶中8種擬除蟲菊酯農(nóng)藥,最低檢出限在0.001~0.008mg/kg之間,樣品加標(biāo)回收率為65.09%~100.02%,RSD為2.96%~11.64%,符合食品中農(nóng)藥殘留檢測的要求。高曉昇等在QuEChERS的基礎(chǔ)上,對樣品的提取及凈化都進(jìn)行了部分的改進(jìn),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(fù)雜物質(zhì),在凈化步驟中除用PSA外,換用C18來代替GCB,取得了滿意的結(jié)果。高馥蝶等采用QuEChERS方法進(jìn)行樣品前處理