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关键词:氢化植物油 菊酯类农药 气相色谱法
氢化植物油俗称奶精、乳马林或是人造奶油,是普通植物油在一定温度和压力下加氢催化的产物。它不但能延长保质期,还能让糕点更酥脆;同时,由于熔点高,室温下能保持固体形状,因此被广泛用于食品加工。氢化植物油中含有大量的反式脂肪酸,有可能增大人们患心脑血管疾病的风险,并可能会引起老年痴呆症的产生。这些危害一般已为人所熟知,但氢化植物油中有可能有农药的残留,这一点绝大多数人有可能还不知道。
农药是一种化学物质,用来杀灭妨碍植物和农作物正常成长的害虫、杂草等物质。虽然它能使农作物丰收,保证农作物的产量,但它的毒性也很强,且不容易分解。大量散失的农药挥发到空气中、流入水体中、沉降聚集在土壤中,严重污染了农畜渔果产品,并通过食物链的富集作用转移到人体,对人体产生危害。农药的种类不同对人体造成的危害也不同,而菊酯类农药主要对人的神经系统造成危害。
我国已有比较成熟的方法来测定一般动植物中的农药残留量,主要为气相色谱法、液相色谱法、气相色谱质谱联用法等。而对于氢化植物油中菊酯类农药残留量的测定,国内相关的方法却不多见。本文建立了一套测定氢化植物油中菊酯类农药残留量的方法,该方法采用液液分配进行提取,固相萃取小柱用以净化,气相色谱仪配ECD检测器进行测定,操作简便、准确灵敏,所需器材简单,便于实施推广。
1 实验部分
1.1 仪器设备和试剂
Agilent7890A气相色谱仪,配电子俘获检测器(ECD),HP-5石英毛细管气相色谱柱,分流/不分流毛细管进样口;旋转蒸发仪(Buchi);固相萃取装置(Supelco);氮吹仪。
正己烷(农残级);乙腈(农残级);丙酮(农残级);无水硫酸钠(分析纯);弗罗里硅土柱(1g,6mL,Supelco)。
甲氰菊酯(99.0%,Dr.Ehrenstorfer公司),氯氰菊酯(94.0%,Dr.Ehrenstorfer公司),氰戊菊酯(98.5%,Dr.Ehrenstorfer公司),溴氰菊酯(99.0%,Dr.Ehrenstorfer公司)。
1.2 色谱条件
色谱柱为HP-5石英毛细管柱,柱长30m,内径0.32mm,膜厚度0.25μm;色谱柱初始温度为180℃保持1min再以5℃/min升温至250℃保持11min,检测器温度为320℃,进样口温度为280℃;以氮气为载气,流速2.8mL/min,电子俘获检测器(ECD),不分流进样。
1.3 实验步骤
1.3.1 样品处理
称取约1.00g氢化植物油于100mL烧杯中,用10mL正己烷加以溶解,转移入125mL分液漏斗中,再分别用5mL正己烷洗涤烧杯两次,洗涤液一并倒入125mL分液漏斗中,加入20mL用正己烷饱和过的乙腈,振摇1min,静置分层,将下层溶液移入250mL分液漏斗中,上层溶液用乙腈再分别提取两次,每次用乙腈15mL,合并乙腈层于250mL分液漏斗中,加入50mL4%硫酸钠溶液和50mL正己烷,轻轻振摇1min,静置分层,弃去下层溶液,再加入25mL4%硫酸钠溶液洗涤上层溶液两次,弃去水相,正己烷层过无水硫酸钠柱脱水收集于100mL圆底烧瓶中,用10mL正己烷洗涤分液漏斗和无水硫酸钠柱,在旋转蒸发仪上浓缩至2mL待净化。
把弗罗里硅土柱(1g,6mL)装在固相萃取装置上,上面加入少许无水硫酸钠,分别用5mL丙酮-正己烷(体积比为3:97),5mL正己烷预淋洗净化柱,弃去淋洗液,加入待净化样品,再用9mL丙酮-正己烷(体积比为3:97)分次洗涤圆底烧瓶倒入净化柱中,流出液用15mL刻度试管收集,蒸空抽干净化柱,试管中溶液用氮吹仪在50℃下氮吹吹至2mL以下,再用正己烷定容至2mL,供色谱分析。
1.3.2 配制标准曲线
每种标准物质称取约0.0250g分别用丙酮定容至25mL,再分别吸取5.00mL标准溶液于同一50mL容量瓶中用丙酮定容,作为储备液。
使用时吸取储备液1.00mL用丙酮定容至10mL,再分别吸0.2mL、0.4mL、0.6mL用丙酮定容至10mL,用于做标准曲线。
1.4 结果计算
样品中农药的含量按下列公式计算:
2 实验结果
2.1 方法的线性
按1.3.2的方法配制标准序列,以1.2的色谱条件进样,得到表1中的线性回归方程,从表中可知方法对几种菊酯类农药都有着良好的线性,标准物质色谱图见图1。
2.2 方法的精密度和检出限
用同一氢化植物油样品连续进行8次平行测定,测得氢化植物油中所含各农药的相对标准偏差(RSD)见表2,说明本方法的测定精密度是符合要求的。
2.3 方法回收率测定
在氢化植物油样品中加入0.01μg、0.02μg、0.1μg3个水平浓度的农药标准进行加标回收率实验,回收率结果见表4,从中可以看出方法对农药的加标回收率都在80%~110%之间,说明该方法是准确可靠的。
3 讨论
氢化植物油的主要成分是油脂,它沸点高不能在气相色谱中被汽化,容易污染色谱柱,因此,必须在提取和净化过程中被去除的杂质。本方法采用液液分配对氢化植物油中的菊酯类农药进行提取,是基于不同物质在溶剂中的分配系数不同这一原理来考虑的。菊酯类农药能被乙腈所提取而油脂类则不溶于乙腈,这样就能把农药和油脂很好的分离开。但由于溶解氢化植物油的正己烷能一部分溶于乙腈,为了尽可能地少把油脂带入到乙腈中,乙腈必须首先被正已烷所饱和。菊酯类农药被乙腈提取出来后,由于乙腈极性很大同时被提取出来的杂质也很多,因此还必须加入硫酸钠溶液和正己烷再进行液液分配,乙腈和大多数杂质都进入了水层,而菊酯类农药则在正己烷层。经过这样几次液液分配后,氢化植物油中的菊酯类农药被很好地提取了出来,同时也去除了一定的杂质,起到了净化的作用。
对样液进一步净化采用的方法是固相萃取柱的正相净化法,即固相萃取柱把杂质吸附住而农药被洗脱下来。对于这种净化方式,淋洗液的选择非常重要,既要能把农药从小柱上洗脱下来,同时又要让杂质能保留在固相萃取柱上。通过使用几种不同配比的淋洗液进行实验,发现丙酮-正己烷(体积比为3:97)溶液要比无水乙醚-正己烷(体积比为15:85)溶液和乙酸乙酯-石油醚(体积比为5:95)溶液的进化效果都要好,因此最终确定淋洗液为丙酮-正己烷(体积比为3:97)溶液,在这种淋洗液条件下菊酯类农药洗脱率能达到90%以上,而杂质绝大多数还保留在固相萃取柱上。
氢化植物油俗称奶精、乳马林或是人造奶油,是普通植物油在一定温度和压力下加氢催化的产物。它不但能延长保质期,还能让糕点更酥脆;同时,由于熔点高,室温下能保持固体形状,因此被广泛用于食品加工。氢化植物油中含有大量的反式脂肪酸,有可能增大人们患心脑血管疾病的风险,并可能会引起老年痴呆症的产生。这些危害一般已为人所熟知,但氢化植物油中有可能有农药的残留,这一点绝大多数人有可能还不知道。
农药是一种化学物质,用来杀灭妨碍植物和农作物正常成长的害虫、杂草等物质。虽然它能使农作物丰收,保证农作物的产量,但它的毒性也很强,且不容易分解。大量散失的农药挥发到空气中、流入水体中、沉降聚集在土壤中,严重污染了农畜渔果产品,并通过食物链的富集作用转移到人体,对人体产生危害。农药的种类不同对人体造成的危害也不同,而菊酯类农药主要对人的神经系统造成危害。
我国已有比较成熟的方法来测定一般动植物中的农药残留量,主要为气相色谱法、液相色谱法、气相色谱质谱联用法等。而对于氢化植物油中菊酯类农药残留量的测定,国内相关的方法却不多见。本文建立了一套测定氢化植物油中菊酯类农药残留量的方法,该方法采用液液分配进行提取,固相萃取小柱用以净化,气相色谱仪配ECD检测器进行测定,操作简便、准确灵敏,所需器材简单,便于实施推广。
1 实验部分
1.1 仪器设备和试剂
Agilent7890A气相色谱仪,配电子俘获检测器(ECD),HP-5石英毛细管气相色谱柱,分流/不分流毛细管进样口;旋转蒸发仪(Buchi);固相萃取装置(Supelco);氮吹仪。
正己烷(农残级);乙腈(农残级);丙酮(农残级);无水硫酸钠(分析纯);弗罗里硅土柱(1g,6mL,Supelco)。
甲氰菊酯(99.0%,Dr.Ehrenstorfer公司),氯氰菊酯(94.0%,Dr.Ehrenstorfer公司),氰戊菊酯(98.5%,Dr.Ehrenstorfer公司),溴氰菊酯(99.0%,Dr.Ehrenstorfer公司)。
1.2 色谱条件
色谱柱为HP-5石英毛细管柱,柱长30m,内径0.32mm,膜厚度0.25μm;色谱柱初始温度为180℃保持1min再以5℃/min升温至250℃保持11min,检测器温度为320℃,进样口温度为280℃;以氮气为载气,流速2.8mL/min,电子俘获检测器(ECD),不分流进样。
1.3 实验步骤
1.3.1 样品处理
称取约1.00g氢化植物油于100mL烧杯中,用10mL正己烷加以溶解,转移入125mL分液漏斗中,再分别用5mL正己烷洗涤烧杯两次,洗涤液一并倒入125mL分液漏斗中,加入20mL用正己烷饱和过的乙腈,振摇1min,静置分层,将下层溶液移入250mL分液漏斗中,上层溶液用乙腈再分别提取两次,每次用乙腈15mL,合并乙腈层于250mL分液漏斗中,加入50mL4%硫酸钠溶液和50mL正己烷,轻轻振摇1min,静置分层,弃去下层溶液,再加入25mL4%硫酸钠溶液洗涤上层溶液两次,弃去水相,正己烷层过无水硫酸钠柱脱水收集于100mL圆底烧瓶中,用10mL正己烷洗涤分液漏斗和无水硫酸钠柱,在旋转蒸发仪上浓缩至2mL待净化。
把弗罗里硅土柱(1g,6mL)装在固相萃取装置上,上面加入少许无水硫酸钠,分别用5mL丙酮-正己烷(体积比为3:97),5mL正己烷预淋洗净化柱,弃去淋洗液,加入待净化样品,再用9mL丙酮-正己烷(体积比为3:97)分次洗涤圆底烧瓶倒入净化柱中,流出液用15mL刻度试管收集,蒸空抽干净化柱,试管中溶液用氮吹仪在50℃下氮吹吹至2mL以下,再用正己烷定容至2mL,供色谱分析。
1.3.2 配制标准曲线
每种标准物质称取约0.0250g分别用丙酮定容至25mL,再分别吸取5.00mL标准溶液于同一50mL容量瓶中用丙酮定容,作为储备液。
使用时吸取储备液1.00mL用丙酮定容至10mL,再分别吸0.2mL、0.4mL、0.6mL用丙酮定容至10mL,用于做标准曲线。
1.4 结果计算
样品中农药的含量按下列公式计算:
2 实验结果
2.1 方法的线性
按1.3.2的方法配制标准序列,以1.2的色谱条件进样,得到表1中的线性回归方程,从表中可知方法对几种菊酯类农药都有着良好的线性,标准物质色谱图见图1。
2.2 方法的精密度和检出限
用同一氢化植物油样品连续进行8次平行测定,测得氢化植物油中所含各农药的相对标准偏差(RSD)见表2,说明本方法的测定精密度是符合要求的。
2.3 方法回收率测定
在氢化植物油样品中加入0.01μg、0.02μg、0.1μg3个水平浓度的农药标准进行加标回收率实验,回收率结果见表4,从中可以看出方法对农药的加标回收率都在80%~110%之间,说明该方法是准确可靠的。
3 讨论
氢化植物油的主要成分是油脂,它沸点高不能在气相色谱中被汽化,容易污染色谱柱,因此,必须在提取和净化过程中被去除的杂质。本方法采用液液分配对氢化植物油中的菊酯类农药进行提取,是基于不同物质在溶剂中的分配系数不同这一原理来考虑的。菊酯类农药能被乙腈所提取而油脂类则不溶于乙腈,这样就能把农药和油脂很好的分离开。但由于溶解氢化植物油的正己烷能一部分溶于乙腈,为了尽可能地少把油脂带入到乙腈中,乙腈必须首先被正已烷所饱和。菊酯类农药被乙腈提取出来后,由于乙腈极性很大同时被提取出来的杂质也很多,因此还必须加入硫酸钠溶液和正己烷再进行液液分配,乙腈和大多数杂质都进入了水层,而菊酯类农药则在正己烷层。经过这样几次液液分配后,氢化植物油中的菊酯类农药被很好地提取了出来,同时也去除了一定的杂质,起到了净化的作用。
对样液进一步净化采用的方法是固相萃取柱的正相净化法,即固相萃取柱把杂质吸附住而农药被洗脱下来。对于这种净化方式,淋洗液的选择非常重要,既要能把农药从小柱上洗脱下来,同时又要让杂质能保留在固相萃取柱上。通过使用几种不同配比的淋洗液进行实验,发现丙酮-正己烷(体积比为3:97)溶液要比无水乙醚-正己烷(体积比为15:85)溶液和乙酸乙酯-石油醚(体积比为5:95)溶液的进化效果都要好,因此最终确定淋洗液为丙酮-正己烷(体积比为3:97)溶液,在这种淋洗液条件下菊酯类农药洗脱率能达到90%以上,而杂质绝大多数还保留在固相萃取柱上。