食品中有害物质的检测.ppt

第十三章食品中有害物质的检测 1 2节 教学重点 1 有机氯 有机磷农药的理化性质 2 两种农药测定预处理方法 3 两种农药测定的主要方法 一 有害物质与有毒物质的概念在自然界中 当某物质或含有该物质的物料被按其原来的用途正常使用时 若因该物质而导致人体生理机能 自然环境或生态平衡遭受破坏时 则称该物质为有害物质 有毒物质 一般的定义为凡是以小剂量进入机体 通过化学或物理化学作用能够导致健康受损的物质 有毒物质是相对的剂量决定 第一节概述 二 食品中有害物质的种类与来源 食品中有害物质分三大类 是生物性有害物质 如黄曲霉 口蹄疫致病菌 是化学性有害物质 如DDT 氯丙醇 河豚毒素 重金属等 是物理性有害物质 如金属屑 石子 动物排泄物 放射性元素等 第二节食品中药物残留及其检测 农药是农业生产中使用的各种药剂统称 种类很多 我国农药生产现状及发展趋势 目前全世界实际生产和使用的农药的品种为500多种 其中大量使用的有100种 主要是化学合成生产的 1 我国现有主要农药合成企业近400家 已建成700千吨以上原药生产装置 可常年生产250多种原药 农药中产量居世界第二位 美国第一 农药产量呈逐年增长的趋势 2 农药包括 杀虫剂 杀菌剂 除草剂 植物生长调节剂 3 常用的农药有 有机氯杀虫剂有机磷杀虫剂 拟除虫菊杀虫剂氨基甲酸酯杀虫剂 有机氯农药 Organochlorinepesticides OCPs 主要有六六六粉 六氯环己烷 DDT 二氯二苯三氯乙烷 毒性特点 难分解 半衰期10年以上 高残留 污染食品严重 脂溶性强 蓄积于脂肪和脂肪高的组织 中等毒性 致癌 致畸作用 性质 不溶于水 易溶于脂肪 丙酮 乙醇 石油醚 环己烷 对光 热 酸稳定 对碱不稳定 有机磷农药 OPPs 是含有C P键或C O P C S P C N P键的有机化合物 应用广 1 分类 高毒有机磷 早期发展 现已被禁止使用 如对硫磷 1605 内吸磷 1059 甲胺磷 3911 等 中等毒有机磷如乐果 杀螟松 倍硫磷等 低毒有机磷如敌百虫 马拉硫磷 双硫磷等 过量或施用时期不当或使用高毒农药是造成有机磷农药污染食品的主要原因 2 特点化学性质不稳定 易分解 污染食品后残留时间短 在生物体不易蓄积 在加工处理过程 碾磨 洗涤 去皮 烹调 中可减少 以急性毒性为主 表现出神经中毒症状 长时间接触对肝脏功能有损 拟除虫菊酯类是模拟天然除虫菊酯化学结构而合成的农药 常用的有氯菊酯 溴菊酯 氯氰菊酯 甲醚菊酯 特点 高效 低毒 低残留 在环境中的降解以光解为主 对胆碱酯酶无抑制作用 亲脂性强 可溶于多种有机溶剂 在水中的溶解度小 在酸性条件下稳定 在碱性条件下易分解 氨基甲酸酯类是一种高效 低毒 低残留的农药 通式 常见的有 甲萘威 呋喃丹 速灭威等 甲萘威 4 食品中农药残留分析检测技术 1 薄层色谱法 TLC 2 气相色谱法 GC 3 气相色谱 质谱法 GC MS 4 液相色谱法 HPLC 5 液相色谱 质谱法 LC MS 6 超临界流体色谱 SFC 7 毛细管电泳 CE 8 免疫分析 IA 化学法 比色 分光光度法缺少特异性 灵敏度低 纸色谱 薄层色谱法 GC HPLC GC MS LC MS定性定量 多残留检测 5 食品中有机氯农药残留量测定GB T5009 19GC ECD法配标准混合使用液样品提取 用丙酮 己烷 乙醚 石油醚等 与净化 用H2SO4磺化 浓缩 K D减压浓缩 GC检测 ECD检测器 色谱柱用硬质玻璃柱 若用不锈钢柱 易引起农药分解 采样液体样品时 应用玻璃瓶 不能用塑料瓶 检测器的温度不应低于250 否则 检测器很难平衡 注意尾吹气流量及分流比 食品中农药残留提取方法索式提取法超声波提取法高速均质提取法固相微萃取和超临界流体萃取技术提取液净化方法液 液分配法吸附柱层析法固相萃取净化法凝胶色谱净化法 气相色谱法测定食品中有机氯农药残留量农药标准溶液 分别准确称取 666 666 666 666 p p DDT p p DDD p p DDE o p DDT 七氯 艾氏剂 狄氏剂 五氯硝基苯等农药标准品适量 用苯配成100 g mL的贮备液存于冰箱中备用 临用时 根据各农药在仪器上的响应灵敏度 用石油醚将贮备液稀释成一定不同浓度的标准使用液 如六六六建议标准使用液浓度为20 g mL 滴滴涕为0 01 g mL 再用石油醚为稀释液配成标准混合使用液 实验步骤 一 样品的处理1 植物性样品的提取与净化 1 粮食 称取粉碎的 过20目筛的粮食试样10g 置于100mL具塞三角瓶中 加入20mL石油醚 于振荡器上振摇提取30min 2 蔬菜 取适量蔬菜擦净 去掉不可食部分后称取蔬菜试样20g 切细 置于研钵中 加适量石英沙 充分研细 研匀 用30mL丙酮和30mL石油醚洗入烧杯中 经抽滤 滤液移入250mL分液漏斗中 加入100mL20g L硫酸钠水溶液 充分摇匀 静置分层 将下层溶液转移到另一250mL分液漏斗中 用40mL石油醚分2次萃取 合并3次萃取的石油醚层 过15g无水硫酸钠 于旋转蒸发仪上减压浓缩至10mL 3 层析柱的制备 玻璃层析柱中先加入1cm高无水硫酸钠 再加入5g5 水脱活弗罗里硅土 最后加入1cm高无水硫酸钠 轻轻敲实 用20mL石油醚淋洗净化柱 弃去淋洗液 柱面要留有少量液体 4 净化与浓缩 准确吸取试样提取液2mL 加入已淋洗过的净化柱中 用100mL石油醚 乙酸乙酯 95 5 洗脱 收集洗脱液于蒸馏瓶中 于旋转蒸发仪上浓缩近干 用少量石油醚多次溶解残渣于刻度离心管中 最终定容至1 0mL 供气相色谱分析 2 动物性样品的提取与净化 1 肉类去筋后 切成小块 制成肉糜 称取20g 精确到0 01g 于研钵中 加无水硫酸钠80g 研成细粉 移入具塞三角瓶中 加环己烷100mL 振摇30min 过滤 收集滤液于另一分液漏斗中加浓硫酸10mL磺化 振摇 放气 静置分层 弃磺化层 有机相多次加浓硫酸5mL 反复磺化 直到无色透明 弃磺化层 有机相加2 硫酸钠溶液100mL 振摇 放气 静置分层 弃水层 有机相过15g无水硫酸钠脱水于K D浓缩器中 浓缩至约0 5 1 0mL 定容至1mL 浓缩样液可直接用于GC仪检测 同时做空白实验 2 蛋类 蛋类去壳 制成匀浆 称取蛋类试样10g 精确到0 01g 于具塞三角瓶中 加丙酮50mL 振摇30min 过滤于K D浓缩器中 浓缩除去丙酮 向残渣加环己烷50mL溶解 移入分液漏斗中 振摇 静置分层 分出有机相 再用20mL环己烷分两次萃取 合并有机相 经15g无水硫酸钠脱水于分液漏斗中 用环己烷补足至100mL 加浓硫酸10mL磺化 以下操作同肉类样品处理 浓缩样液可直接用于GC仪检测 同时做空白实验 3 乳类 取50g鲜乳样或与此相当乳制品于分液漏斗中 加乙醇50mL 草酸钾0 5g 振摇1min 加乙醚50mL 摇匀 加环己烷50mL 振摇2min 静置分层 弃下层 有机相经15g无水硫酸钠脱水 置K D浓缩器中 浓缩 残液为黄色透明油状物 加环己烷50mL溶解 移入分液漏斗中 用环己烷补足至100mL 加浓硫酸10mL磺化 以下操作同肉类样品处理 浓缩样液可直接用于GC仪检测 同时做空白实验 3 测定 1 粮食 蔬菜气相色谱条件 色谱柱 石英弹性毛细管柱 0 25mm 内径 15m 内涂有OV 101固定液 温度 柱温自180 升至230 保持30min 检测器 进样口温度250 气体流速 氮气 40mL min 尾吹气 60mL min 分流比1 50 2 蛋类 肉类和乳类气相色谱条件 色谱柱 石英弹性毛细管柱 0 32mm 内径 30m 内涂有OV 101固定液0 25 m 温度 柱温自60 以40 min的速度升温至170 再以2 min的速度升温5 再以40 min的速度升温至280 保持10min 检测器温度300 进样口温度270 气体流速 氮气 1mL min 尾吹 50mL min 4 色谱分析吸取1 L试样液注入气相色谱仪 记录色谱峰的保留时间和峰高 再吸取1 L混标溶液进样 记录色谱峰的保留时间和峰高 根据组分在色谱上的出峰时间与标准组分比较定性 用外标法与标准组分比较定量 5 注意事项1 本法检测灵敏度高 在分析时应注意防止由于色谱柱中高沸点固定液 样品净化不完全及载气不纯等带来的污染 使其灵敏度下降 2 色谱柱要用硬质玻璃柱 若采用不锈钢柱 金属易引起农药分解 3 分析液体样品中有机氯农药采样时 应用玻璃瓶 不能用塑料瓶 因塑料瓶对有机氯农药测定有严重影响 4 电子捕获检测器有放射源 故检测器的出口一定要接到室外 且每6个月应测试一次有无放射形泄漏 5 电子捕获检测器的操作温度一般为250 300 无论柱温多么低 检测器的温度均不应低于250 否则 检测器很难平衡 6 食品中有机磷农药残留量的测定GB T5009 20 2003原理 果蔬中有机磷残留 提取 有机溶剂 净化 气化 注入GC 浓缩 色谱柱中分离 FPD检测 记录色谱峰 比较样品和标准品的色谱峰 外标定量 多用峰高 仪器与试剂 一 仪器1 气相色谱仪 附有火焰光度检测器 FPD 2 电动振荡器3 组织捣碎机4 旋转蒸发仪 二 试剂1 二氯甲烷2 无水硫酸钠 在700 灼烧4h后备用 3 中性氧化铝 300 活化4h 4 有机磷农药标准贮备液 分别准确称取有机磷农药标准品敌敌畏 乐果 马拉硫磷 对硫磷 甲拌磷 稻瘟净 倍硫磷 杀螟硫磷及虫螨磷各10 0mg 用苯 或三氯甲烷 溶解并稀释至100mL 放在冰箱中保存 5 有机磷农药标准使用液 临用时用二氯甲烷稀释为使用液 使其浓度为敌敌畏 乐果 马拉硫磷 对硫磷 甲拌磷每毫升各相当于1 0 g 稻瘟净 倍硫磷 杀螟硫磷及虫螨磷每毫升各相当于2 0 g 样品处理 不同种类样品 处理方法有所不同 实验步骤 一 样品处理1 蔬菜 取适量蔬菜擦净 去掉不可食部分后称取蔬菜试样 将蔬菜切碎混匀 称取10 0g混匀的试样 置于250mL具塞锥形瓶中 加30g 100g无水硫酸钠脱水 根据蔬菜含水量 剧烈振摇后如有固体硫酸钠存在 说明所加无水硫酸钠已够 加0 2g 0 8g活性炭脱色 根据蔬菜色素含量 加70mL二氯甲烷 在振荡器上振摇0 5h 经滤纸过滤 量取35mL滤液 在通风柜中室温下自然挥发至近干 用二氯甲烷少量多次研洗残渣 移入10mL具塞刻度试管中 并定容至2mL 备用 2 谷物 脱壳 磨粉 过20目筛 混匀 称取10g置于具塞锥形瓶中 加入0 5g中性氧化铝 脱油 小麦 玉米再加0 2g活性炭 及20mL二氯甲烷 振摇0 5h 过滤 滤液直接进样 若农药残留过低 则加30mL二氯甲烷 振摇过滤 量取15mL滤液浓缩 并定容至2mL进样 二 色谱条件1 色谱柱 玻璃柱 内径3mm 长1 5m 2 0m 担体 60目 80目美国ChromosorbWAWDMCS 酸洗二甲基二氯硅烷化白色担体 1 分离测定敌敌畏 乐果 马拉硫磷和对硫磷的色谱柱 2 5 SE 30 甲基硅橡胶 极弱极性 和3 QF 1 三氟丙基甲基聚硅氧烷 中等极性 混合固定液 1 5 OV 17和2 QF 1混合固定液 2 分离测定甲拌磷 稻瘟净 倍硫磷 杀螟硫磷及虫螨磷的色谱柱 3 PEGA 聚乙二醇己二酸酯 较强极性 和5 QF 1混合固定液 2 NPGA 己二酸新戊二醇聚酯 中等极性 和3 QF 1混合固定液2 气流速度 载气为氮气80mL min 空气50mL min 氢气180mL min 根据仪器选择各自的最佳比例条件 3 温度 进样口220 检测器240 柱温180 但测定敌敌畏 其稳定性差 为130 三 测定将有机磷农药标准使用液2 L 5 L分别注入气相色谱仪中 可测得不同浓度有机磷标准溶液的峰高 分别绘制有机磷农药标准曲线 同时取试样溶液2 L 5 L注入气相色谱仪中 测得峰高 从标准曲线图中查出相应的含量 说明 国际上多用乙腈作为有机磷农药的提取剂及分配净化试剂 但其毒性较大 且较贵 7 蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量的快速检测GB T5009 199 2003方法 速测卡法 纸片法 实验原理 胆碱脂酶可催化靛酚乙酸脂 红色 水解为乙酸与靛酚 蓝色 有机磷或氨基甲酸脂类农药对胆碱脂酶有抑制作用 使催化 水解 变色的过程发生改变 由此可判断出样品中是否有高剂量有机磷或氨基甲酸脂类农药的存在 实验试剂 1 固化有胆碱脂酶和靛酚乙酸脂试纸卡片 速测卡 2 pH7 5磷酸盐缓冲液 分别称取15 0g磷酸氢二钠 Na2HPO4 12H2O 与1 59g无水磷酸二氢钾 KH2PO4 用500mL蒸馏水溶解 实验步骤 1 整体测定法 1 选取具有代表性的蔬菜样品 擦去表面泥土 剪成1cm左右方形碎片 取5g放入带盖瓶中 加入10mL缓冲溶液 振摇50次 静置2min以上 2 取一片速测卡 用白色药片沾取提取液 放置10min以上进行预反应 有条件时在37 恒温装置中放置10min 预反应后的药片表面必须保持湿润 3 将速测卡对折 用手捏3min或用恒温装置恒温3min 使红色药片与白色药片叠合发生反应 注意 每批测定应设一个缓冲液的空白对照卡 2 表面测定法 粗筛法 1 擦去蔬菜表面泥土 滴2 3滴缓冲液在蔬菜表面 用另一片蔬菜在滴液处轻轻摩擦 2 取一片速测卡 将蔬菜上的液滴滴在白色药片上 3 放置10min以上进行预反应 有条件时在37 恒温装置中放置10min 预反应10min 预反应后的药片表面必须保持湿润 4 将速测卡对折 用手捏3min或用恒温装置恒温3min 使红色药片与白色药片叠合发生反应 注意 每批测定应设一个缓冲液的空白对照卡 结果判断 结果以酶被有机磷或氨基甲酸脂类农药抑制 为阳性 未抑制 阴性 表示 与空白对照卡比较 白色药片不变色或略有浅蓝色均为阳性结果 白色药片变为天蓝色或与空白对照卡相同 为阴性结果 对阳性结果的样品 可用其他方法进一步确定具体农药品种和含量 注意事项及说明 1 速测卡灵敏度指标如下表所示 部分农药检出限参考表 2 速测卡符合率 在检出的30份以上阳性样品中 经气相色谱法验证 阳性结果的符合率应在80 以上 3 葱 蒜 萝卜 韭菜 芹菜 香菜 茭白 蘑菇和番茄汁液中 含有对酶有影响的植物次生物质 容易产生假阳性 处理这类样品时 可采取整株 体 蔬菜浸提或采用表面测定法 对一些含叶绿素较高的蔬菜 也可采取整株 体 蔬菜浸提法 减少色素的干扰 4 当温度条件低于37 酶反应速度随之放慢 药片加液后放置反应的时间也应相对延长 延长时间的确定 应以空白对照卡用手指 体温 捏3min时可以变蓝 即可往下操作 注意样品放置的时间应与空白对照卡放置的时间一致才有可比性 空白对照卡不变色的原因 一是药片表面缓冲溶液加得少 预反应后的药片表面不够湿润 二是温度太低 5 红色药片与白色药片叠合反应的时间以3min为准 3min后的蓝色会逐渐加深 24h后颜色会逐渐退去 谢谢