孫玉珍,周群
(1.江西中醫(yī)藥高等??茖W(xué)校,江西撫州344000;2.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江西南昌330006)
液相色譜法對(duì)茶葉中農(nóng)藥殘留量的檢測(cè)方法研究
孫玉珍1,周群2
(1.江西中醫(yī)藥高等??茖W(xué)校,江西撫州344000;2.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,江西南昌330006)
茶葉逐漸成為人們?nèi)粘5木G色健康飲品,其衛(wèi)生、安全都與人們的身體健康有直接的聯(lián)系。本文綜述了茶葉中農(nóng)藥殘留的具體分類的研究結(jié)果,重點(diǎn)分析了液相色譜法在茶葉中有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類以及擬除蟲菊酯類等農(nóng)藥的檢測(cè)研究,通過分析檢測(cè)條件(色譜、分析)的優(yōu)化方法提出“指紋識(shí)別”圖譜的建立,這對(duì)茶葉中農(nóng)藥殘留量的檢測(cè)方法的改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)意義。
液相色譜;茶葉;農(nóng)藥殘留;檢測(cè)
茶葉的質(zhì)量安全水平關(guān)系著茶業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,農(nóng)藥殘留的問題已經(jīng)由經(jīng)濟(jì)問題上升到了生態(tài)安全和食品安全問題。因此,加快研究與解決茶葉中農(nóng)藥殘留檢測(cè)的技術(shù)手段,已經(jīng)成為現(xiàn)階段刻不容緩的任務(wù),對(duì)保證我國(guó)茶葉的衛(wèi)生質(zhì)量與出口具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
近年來,具有保健功能和預(yù)防疾病功效的茶葉飲品,成為人們?nèi)粘I钪兴幨惩吹慕】诞a(chǎn)品,越來越受到人們的青睞。農(nóng)藥的應(yīng)用大大提高茶葉作物的產(chǎn)量,推動(dòng)茶葉產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。但是隨著農(nóng)藥的不合理使用以及殘留的問題,也逐漸地受到人們的關(guān)注,特別是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)與技術(shù)水平的因素,有些高毒農(nóng)藥的使用所造成的茶葉衛(wèi)生質(zhì)量下降,應(yīng)值得重視。
1.1茶葉中農(nóng)藥殘留的分類
國(guó)外茶葉市場(chǎng)對(duì)中國(guó)的茶葉出口的質(zhì)量監(jiān)測(cè)變得越來越嚴(yán)格,并提出了更為苛刻的農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)。然而,目前報(bào)道的茶葉中農(nóng)藥殘留量檢測(cè)的方法大都只是針對(duì)單一類農(nóng)藥,并且處理方法也相對(duì)復(fù)雜。為了防治茶葉的病害、蟲害以及雜草、鼠害,需要對(duì)茶葉噴灑農(nóng)藥。農(nóng)藥殘留是指噴灑的農(nóng)藥原體及其有毒的代謝、降解產(chǎn)物等。隨著化工科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,農(nóng)藥產(chǎn)品種類也在不斷的更新。由于病蟲害抗藥性的原因,使得施用到茶園中的農(nóng)藥具有種類繁多、含量不均等特點(diǎn)。目前,茶葉中的農(nóng)藥殘留根據(jù)其分子構(gòu)成的基團(tuán)區(qū)別,主要分為有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類以及擬除蟲菊酯類等類型農(nóng)藥。
1.2茶葉中農(nóng)藥殘留的研究現(xiàn)狀
1.2.1污染現(xiàn)狀
茶葉中農(nóng)藥殘留的種類與數(shù)量,具有時(shí)間性和空間性的差別。時(shí)間上的差別主要體現(xiàn)在我國(guó)從六十年代以來,隨著農(nóng)藥的發(fā)展以及農(nóng)藥控制水平的標(biāo)準(zhǔn)改變,呈現(xiàn)出種類上多樣化、殘留量下降的趨勢(shì)。但是,與國(guó)外的茶葉中農(nóng)藥殘留的限量標(biāo)準(zhǔn)相比較還是高出很多??臻g上的區(qū)別主要體現(xiàn)在地域差異,導(dǎo)致出現(xiàn)農(nóng)藥的不規(guī)范使用。值得注意的是,茶葉中所殘留的農(nóng)藥來源不同,也呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣性的殘留現(xiàn)狀。包括通過茶葉表面滲透、沉積作用、土壤的聚集、水流的灌溉、空氣漂移等。
1.2.2檢測(cè)方法的研究
針對(duì)茶葉中的農(nóng)殘情況,現(xiàn)在比較流行的檢測(cè)方法主要包括氣相色譜、經(jīng)典液相色譜、高效/超高效液相色譜及其與質(zhì)譜聯(lián)用、免疫分析等。這些方法在檢測(cè)成分復(fù)雜、殘留低、相似性大的化學(xué)組分時(shí),具有很高的靈敏度與選擇性。相色譜僅適用于易汽化、熱穩(wěn)定較好和沸點(diǎn)低的農(nóng)藥化合物的局限性,液相色譜成為了茶葉中農(nóng)殘的主要檢測(cè)手段,其優(yōu)異的檢測(cè)效果,使得液相色譜能夠很好的分離80%左右的現(xiàn)有的有機(jī)化合物。近年來新發(fā)明的超高效液相色譜,在檢測(cè)丁醚脲及其衍生物的研究中,體現(xiàn)出高超的靈敏度和非常好的檢測(cè)效果。
作為最重要的檢測(cè)、分析方法。液相色譜法以穩(wěn)定、高效的優(yōu)勢(shì)常常應(yīng)用于檢測(cè)各類基質(zhì)中(茶葉、土壤、草藥等)的有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類和擬除蟲菊酯類的農(nóng)藥殘留。
2.1液相色譜法的應(yīng)用特點(diǎn)
液相色譜法最為普遍的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的特點(diǎn)主要有:分析檢測(cè)的速度快、分辨分離率高、全程自動(dòng)化等。通過較少的樣品量就能夠準(zhǔn)確的測(cè)定茶葉中的農(nóng)藥殘留的成分和含量。近些年,液相色譜技術(shù)得到很大的發(fā)展,特別是色譜柱(親水和疏水、手性和非手性、極性和非極性等)和檢測(cè)器(紫外、熒光、光電二級(jí)陣列管、電化學(xué)檢測(cè)器、光散色和質(zhì)譜等)。這些獨(dú)具個(gè)性的檢測(cè)儀器給茶葉中的農(nóng)藥殘留檢測(cè)帶來多元化、廣譜化的分析效應(yīng)。
2.2茶葉中農(nóng)殘分析
2.2.1有機(jī)氯類
八十年代初,由于有機(jī)氯類農(nóng)藥具有高度的蓄積、累積的特點(diǎn)已經(jīng)停止生產(chǎn)。然而,研究表明該類農(nóng)藥在土壤和動(dòng)植物體中難分解、降解的特點(diǎn),一方面給檢測(cè)帶來便利性,一方面給人的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。根據(jù)這些特點(diǎn),利用分子印跡固相萃取計(jì)算,簡(jiǎn)便快速的提取樣品中難溶于水的氯乙酰胺類農(nóng)藥,并用液相進(jìn)行快速的檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果達(dá)到農(nóng)藥殘留的限制標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.2.2氨基甲酸酯類以及有機(jī)磷類
氨基甲酸酯類農(nóng)藥和有機(jī)磷農(nóng)藥比較類似,通過抑制酶的活性和比較高的毒性對(duì)螨類害蟲有很好的效果。而且它們的化學(xué)性質(zhì)都不穩(wěn)定,非常容易發(fā)生水解異構(gòu)、?;苌茸饔?,生成二次毒性物質(zhì)。曾小星等人利用水和乙腈作為混合流動(dòng)相,對(duì)7種茶葉中比較常見的氨基甲酸酯類農(nóng)藥進(jìn)行梯度洗脫,建立了具有實(shí)際應(yīng)用意義的測(cè)定方法,并對(duì)南昌、婆源、撫州、德興、永修等不同產(chǎn)地的實(shí)際茶葉樣品進(jìn)行農(nóng)殘測(cè)定,結(jié)果表明該法對(duì)我國(guó)茶葉的氨基甲酸酯類農(nóng)藥有很好的效果。
2.2.3擬除蟲菊酯類
有別于上述幾種農(nóng)藥,擬除蟲菊酯類殺蟲劑具有較低的毒性,并且藥效非常的快。所以該類農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛,同時(shí)歐美等國(guó)家對(duì)氯氰菊酯的限制標(biāo)準(zhǔn)降到微克級(jí)別。將進(jìn)行前處理優(yōu)化后的樣品在混合微柱中層析凈化,以乙腈:水=74∶26的比例作為流動(dòng)相,在波長(zhǎng)為198 nm的二極管陣列檢測(cè)器中,檢測(cè)氯氰菊酯、氰戊菊酯等標(biāo)準(zhǔn)樣品。具有分析時(shí)間短回收率好的顯著效果,為擬除蟲菊酯類無內(nèi)源性熒光的化合物提供可靠的檢測(cè)方法。
茶葉的農(nóng)殘檢測(cè)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義,特別是我國(guó)中西部地區(qū)的茶葉出口問題。通過液相色譜檢測(cè)方法和分析條件的優(yōu)化,可以更加快速、高效、廣泛的解決茶葉的農(nóng)藥殘留檢測(cè)問題。
3.1色譜條件的優(yōu)化
在實(shí)現(xiàn)液相色譜檢測(cè)過程,省時(shí)、省量、省力的自動(dòng)化進(jìn)樣檢測(cè)的前提下。對(duì)色譜條件的優(yōu)化主要通過,提高分離、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度、靈敏度和節(jié)省時(shí)間的可行措施。農(nóng)藥殘留組分的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行分離檢測(cè)過程中,通過改變流動(dòng)相的組成、檢測(cè)波長(zhǎng)、流速、色譜柱溫度以及洗脫方法,能夠進(jìn)一步優(yōu)化而獲得更好的分離效果和較短的保留時(shí)間。例如:在流動(dòng)相的選擇方面,甲醇/水的混合溶劑與乙腈/水的混合流動(dòng)相對(duì)比,兩者均可以很容易的對(duì)擬除蟲菊酯類的農(nóng)藥進(jìn)行洗脫。但是甲醇在198 nm處具有很強(qiáng)的吸收,對(duì)于該波段的農(nóng)藥組分具有很大的干擾。同時(shí)乙腈在洗脫的過程中具有較小的保留時(shí)間,有利于快速的分離檢測(cè)。由此可以看出,對(duì)不同種色譜條件的優(yōu)化是液相色譜保持其獨(dú)特的檢測(cè)功能的必要條件。
3.2分析方法的優(yōu)化
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)量科學(xué)水平的提高,一種新興的學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生--計(jì)量學(xué)。對(duì)于液相色譜的檢測(cè)結(jié)果不可能達(dá)到理想的結(jié)果,或者是百分百接近真實(shí)的農(nóng)藥出口殘留情況。而運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)量的方法,在一定范圍內(nèi)構(gòu)建目標(biāo)物和響應(yīng)值之間的數(shù)學(xué)函數(shù)模型,能夠清晰的計(jì)算出因?yàn)閮?nèi)標(biāo)物,因價(jià)格昂貴、已經(jīng)停產(chǎn)而無法進(jìn)行對(duì)照的化合物的準(zhǔn)確含量。其中利用線性方程,能夠準(zhǔn)確的計(jì)算多組分農(nóng)藥殘留化合物的最低檢測(cè)限量、最低定量限量和精密度等。而聚類分析、主成分分析等數(shù)學(xué)方法的多元化統(tǒng)計(jì),又能夠在檢測(cè)茶葉中農(nóng)藥殘留含量的同時(shí),還能分析和評(píng)價(jià)各種類農(nóng)藥對(duì)茶葉的質(zhì)量影響的評(píng)價(jià)。
3.3“指紋識(shí)別”圖譜的分析
液相色譜法對(duì)于茶葉中的農(nóng)藥殘留的組分的檢測(cè),主要是基于評(píng)估性和預(yù)測(cè)性的待測(cè)組分的分析。而隨著農(nóng)藥組分的多樣化和農(nóng)藥母體,在茶園環(huán)境中分解、衍生產(chǎn)生更多有毒的代謝物,給快速分辨檢測(cè)帶來嚴(yán)重的阻礙。鑒于近年來,液相色譜在檢測(cè)中草藥的成分,而特別建立的有效成分“指紋圖譜”,我們?cè)谶M(jìn)行茶葉中農(nóng)殘的檢測(cè)時(shí),也應(yīng)該進(jìn)行“指紋識(shí)別”類型的圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。這樣能夠在傳統(tǒng)而合理的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法下,根據(jù)檢出目標(biāo)物的圖譜,快速地識(shí)別出農(nóng)殘的組分,給液相色譜的檢測(cè)技術(shù)手段帶來了新的研究方向。
茶葉中農(nóng)藥殘留量不符合國(guó)際出口標(biāo)準(zhǔn)的問題,除了在農(nóng)藥研發(fā)和施藥設(shè)施的改進(jìn)外,檢測(cè)茶葉的農(nóng)藥殘留方法的改進(jìn)也是當(dāng)下所要面臨的迫切任務(wù)。液相色譜法除了在中西藥物、環(huán)境污染物等領(lǐng)域的化合物檢測(cè)外,在茶葉中的農(nóng)藥種類和殘留量檢測(cè)已經(jīng)應(yīng)用得十分的廣泛。使用液相色譜相關(guān)技術(shù)建立標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法是解除農(nóng)藥殘留威脅警報(bào)的關(guān)鍵,本文中系列化地解析了液相色譜法檢測(cè)茶葉中各種類型農(nóng)藥組分的檢測(cè)方法的優(yōu)化和條件方法的優(yōu)化。同時(shí),“指紋識(shí)別”圖譜的建立參考了液相色譜檢測(cè)中草藥成分中的實(shí)用技術(shù),側(cè)面印證了液相色譜在檢測(cè)多樣化、復(fù)雜化、同源化等樣品的快速特性,確保我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易中衛(wèi)生質(zhì)量安全的不受威脅。
[1]馮潔.茶葉中農(nóng)藥殘留分析方法的應(yīng)用研究[D].北京化工大學(xué),2014.
[2]嚴(yán)錦申,李俊麗,趙莉等.農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀及檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(6):134-137+152.
[3]李霞.色譜—質(zhì)譜在茶葉農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用[J].科技傳播,2013(19):180-181.
[4]蔡向陽(yáng).茶葉及茶湯中有機(jī)磷農(nóng)殘檢測(cè)的研究[D].福建農(nóng)林大學(xué),2008.
[5]朱旭君,侯如燕.茶葉中農(nóng)藥殘留分析的研究進(jìn)展(續(xù))[J].中國(guó)茶葉加工,2007(3):47-50.
[6]戴軍,王洪新,陳尚衛(wèi)等.茶葉及茶多酚中兒茶素的高效液相色譜分析方法研究[J].色譜,2001(5):398-402.
孫玉珍(1985-),女,江西撫州人,碩士研究生,講師,研究方向:食品農(nóng)藥殘留測(cè)定和中藥金屬成分分析等。