CC BY
163
УДК 664.6
Особенности применения газовой хроматографии при определении остаточного количества хлорорганических пестицидов в свинине
Features of the application of gas chromatography in determining the residual quantities of organochlorine pesticides in pork
Магистрант O.M. Третьякова, доцент А.Г. Беляев (Юго-Западный государственный университет) кафедра товароведения, технологии и экспертизы товаров, тел. (4712)32-46-66 E-mail: [email protected]
Postgraduate O.M Tretyakova, Associate Professor A.G. Belyaev (South-West State University) chair of commodity research, technology and expertise of goods, tel. (4712)32-46-66 E-mail: [email protected]
Реферат. Хлорорганическпе пестициды (далее - ХОП) являются одними из главных загрязнителей окружающей среды и сельскохозяйственной продукции, оказывающих вредное воздействие на экологическую обстановку и здоровье человека. Остатки пестицидов попадают в корма и в конечном счете в продукты питания животного и растительного происхождения. При обработках скота и птицы пестициды обнаруживают в молоке, мясе, яйцах и жире животных. Существует проблема контроля по определению пестицидов в окружающей среде и продуктах питания. Сложность осуществления контроля над ХОП связана с необходимостью проведения качественной пробоподготов-кп, идентификации и определения содержания микроколичеств в пищевой продукции на уровне гигиенических нормативов — максимальных допустимых уровней (МДУ). В продуктах животноводства (мясе, молоке и др.) регламентируются следующие хлорорганическпе пестициды: ГХЦГ (0,0050,500 мг/кг), ДДТ и его метаболиты (0,01-0,10 мг/кг), гексахлорбензол (0,01 мг/кг). Запрещено использовать такие опасные пестициды, как гептахлор, 2,4-В-кислота, альдрпн, дпльдрин, эндрпн. Для определения остаточного количества ХОП в мясе и мясной продукции взамен хроматографии в тонком слое стали применять газовую хроматографию. Метод газовой хроматографии (далее - ГХ) основан на анализе полученных растворов пестицидов на автоматическом газовом хроматографе с элек-тронозахватным детектором для выявления состава п определения массовой доли хлорорганических пестицидов. Чувствительность метода составляет 0,02-0,08 мг/кг продукта. Пестициды идентифицируются по временам удерживания и методом «подсадки» индивидуальных соединенпй, а пх количественное определение проводптся методом абсолютной градуировки по высотам пиков. Для упрощения и сокращения сроков выполнения пробоподготовки, повышения селективности, чувствительности метода произведена оценка проведения приготовления пробоподготовки методом «QuEChERS», преимущественно применяемым для определения остаточного количества пестицидов в растительном сырье (фрукты, овощи, зерно).
Summary. Organochlorine pesticides (further - HOP) are one of the main pollutants of the environment and agricultural production making harmful effects on an ecological situation and health of the person. The remains of pesticides get to forages and eventually to food of an animal and a phytogenesis. When processings the cattie and a bird pesticides find in milk, meat, eggs and fat of animals. There is a control problem by definition of pesticides in the environment and food. The complexity of control over HOP is connected with need of carrying out high-quality sample preparation, identification and determination of content of microquantities for food products at the level of hygienic standards — the maximum admissible levels (MAL). In livestock products (meat, milk, etc.) the following organochlorine pesticides are regulated: GHTsG (0,005-0,500 mg/kg), DDT and its metabolites (0,01-0,10 mg/kg), hexachlorobenzene (0,01 mg/ kg). It is forbidden to use such dangerous pesticides as heptachlor, 2,4-D-acid, альдрин, дильдрин, эндрин. In meat and meat production instead of a chromatography in a thin steel layer to apply a gas chromatography to determination of residual quantity of HOP. The method of a gas chromatography
Q Третьякова O.M., Беляев А.Г., 2017
промышленности
(further - GH) is based on the analysis of the received solutions of pesticides on the automatic gas chromatograph with the electron-capture detector for identification of structure and definition of a mass fraction of organochlorine pesticides. The sensitivity of a method is 0,02-0,08 mg/kg of a product. Pesticides are identified on times of keeping and the replanting method of individual connections, and their quantitative definition is carried out by method of absolute graduation on heights of peaks. Assessment of carrying out preparation of sample preparation by the QuEChERS method which is mainly applied to determination of residual amount of pesticides in vegetable raw materials (fruit, vegetables, grain) is made for simplification and reduction of terms of performance of sample preparation, increase in selectivity, sensitivity of a method.
Ключевые слова: хлорорганические пестициды, газовая хроматография, иробоподготовка, свинина.
Keywords: organochlorine pesticides, gas chromatography, sample preparation, pork.
Хлорорганические пестициды (далее - ХОП) являются одними из главных загрязнителей окружающей среды и сельскохозяйственной продукции, оказывающих вредное воздействие на экологическую обстановку и здоровье человека.
Остатки пестицидов попадают в корма и в конечном счете в продукты питания животного и растительного происхождения. При обработках скота и птицы пестициды обнаруживают в молоке, мясе, яйцах и жире животных.
Применение стойких ХОП в ряде стран, включая Российскую Федерацию, запрещено. Но количество уже внесенных в окружающую среду хлорорганических пестицидов очень велико.
В настоящее время существует проблема контроля по определению пестицидов в окружающей среде и продуктах питания. Сложность осуществления контроля над ХОП связана с необходимостью проведения качественной пробоподготовки, идентификации и определения содержания микроколичеств в пищевой продукции на уровне гигиенических нормативов — максимальных допустимых уровней
В продуктах животноводства (мясе, молоке и др.) регламентируются следующие хлорорганические пестициды: ГХЦГ (0,005-0,500 мг/кг), ДДТ и его метаболиты (0,01-0,10 мг/кг), гексахлорбензол (0,01 мг/кг). Запрещено использовать такие опасные пестициды, как гептахлор, 2,4-О-кислота, альдрин, дильдрин, эндрин.
Для определения остаточного количества ХОП в мясе и мясной продукции взамен хроматографии в тонком слое, стали применять газовую хроматографию.
Метод газовой хроматографии (далее - ГХ) основан на анализе полученных растворов пестицидов на автоматическом газовом хроматографе с электроноза-хватным детектором для выявления состава и определения массовой доли хлорорганических пестицидов. Чувствительность метода составляет 0,02-0,08 мг/кг продукта. Пестициды идентифицируются по временам удерживания и методом «подсадки» индивидуальных соединений, а их количественное определение проводится методом абсолютной градуировки по высотам пиков.
Исследование на показатели безопасности пищевых продуктов начинается с надежной и качественной пробоподготовки. Пробоподготовка, включая приготовление гомогенной смеси для анализа и выделения целевого компонента, основана на экстракции хлорорганических пестицидов органическими растворителями (жидкостная экстракция) и очистке экстракта. Данная пробоподготовка является идентичной для определения остаточного количества пестицидов и занимает достаточно длительное время (в течение суток) [2].
Для упрощения и сокращения сроков выполнения пробоподготовки, повышения селективности, чувствительности метода произведена оценка проведения приготовления пробоподготовки методом «ОиЕСЬЕРБ», преимущественно применяемым для определения остаточного количества пестицидов в растительном сырье (фрукты, овощи, зерно).
(МДУ) [1].
Быстрый и эффективный метод «QuEChERS», позволяющий извлекать из проб остаточное количество целевых соединений, был использован для определения ХОП в свинине.
Метод «QuEChERS» состоит из нескольких этапов.
1. Экстракция основана на распределении вещества между фазами посредством высаливания, т.е. комбинации органического растворителя и различных солей для разделения аналитов из пробы пищевых продуктов в органическом слое (обычно ацетонитрил). Анализируемую пробы мяса измельчили, взвесили, поместили в пробирку, затем добавивили соли и ацетонитрил. Произвели встряхивание в течение 1 мин, затем центрифугирование - 5 мин.
2. Очистка избирательно удаляет нежелательные примеси, такие, как липиды и пигменты. Отобранная аликвота подвергается очистке с использованием различных сочетаний солей и пористых сорбентов с помощью дисперсионной твердофазной экстракции (ТФЭ). Супернатант добавляется в пробирку с сорбентом из набора «roQ» для дТФЭ. Затем подвергается встряхиванию в течение 30 с и последующему центрифугированию 5 мин.
3. Хроматографический анализ. Детектирование соединений проводили методом газовой хроматомасс-спектрометрии (ГХ-МС) [3]. Анализ испытуемой пробы проводили в автоматическом режиме по заданной программе в соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматографа, записывая хроматограмму. Определение остаточного количества хлорорганических пестицидов производили на газовом хроматографе «Agilent 7890А», представляющем собой компактный моноблок, в котором реализована возможность легкого изменения конфигурации и комплектно-
Газовый хроматограф предназначен для анализа сложных многокомпонентных смесей органических и неорганических соединений. Продолжительность анализа составила 2 ч, относительное стандартное отклонение результатов анализа не превышало 0,18. Пестициды идентифицировались по времени удерживания и методом «подсадки» индивидуальных соединений, а их количественное определение проводилось методом абсолютной градуировки по высотам пиков (рисунок).
¿to (N1 М
(Я л twg О- «Т
чо 1Я ¡0 J-m счч CJ(M
1 1 -l^JL-
27 ЗО
Впяма мим
Рисунок. Хроматогражма раствора, внесенного в хроматограф
По градуировочным зависимостям высот пиков от концентраций пестицидов в гексане были рассчитаны градуировочные коэффициенты для каждого из определяемых пестицидов (таблица).
Таблица
Результаты исследований свинины на определение массовой доли пестицидов, мг/хг
Определяемый показатель НД на метод испытаний Допустимые уровни Результат испытаний
6-ГХЦГ ГОСТ 32308-2013 Не более 0,01 0,001
ГХБ 0,0008
у-ГХЦГ 0,0018
4,4-ДЦЕ 0,0007
ЛДД 0,0001
Полученные результаты массовой доли каждого пестицида в пробе не превышали максимально допустимого уровня. Метод ГХ обладает высокой чувствительностью и разрешающей способностью с возможностью автоматизации и получения объективных результатов, но его применение ограничивается термической лабильностью ряда пестицидов и необходимостью привлекать различные способы химической дериватизации многих пестицидов для повышения их летучести [2].
В отличие от многих других методик пробоподготовки, которые приспособлены для селективной экстракции целевых аналитов, метод «QuEChERS» ориентирован на устранение компонентов матриц, которые можно разделить на различные категории в зависимости от пигментации и количества жиров в пробе. Данный метод является простым, надежным, времясберегаюгцим за счет оптимального состава реагентов, обеспечивающих максимальное извлечение микроколичеств целевых веществ, сокращения количества лабораторных операций, уменьшения количества применяемых химических реактивов и лабораторной посуды.
Метод «QuEChERS» открывает путь к решению новых задач, требующих надлежащей очистки проб с различными классами соединений за минимальное время.
ЛИТЕРАТУРА
1. Руденко, Б.А. Высокоэффективные хроматографические процессы. Газовая хроматография [Текст] / Б.А. Руденко. - М.: Наука, 2013. - 405 с.
2. Беляев, А.Г. Современные приборы и методы исследований в технологии продуктов питания [Текст] / А.Г. Беляев,- Курск, 2016. - 184 с.
3. Медянцев, В.Е. Газохроматографическое определение хлорорганических пестицидов в некоторых сельскохозяйственных продуктах [Текст] / В.Е. Медянцев // Вестник Нижегородского университета имени Н.И. Лобачевского,- 2015,- № 5. - С. 50-53.
REFERENCES
1. Rudenko В.А. Vysokoeffektivnye khromatograficheskie protsessy. Gazovaya khromatografiya [Highly effective chromatographic processes. Gas chromatography], Moscow, 2013, 405 pp. (Russian).
2. Belyaev A.G. Sovremennie pribori i metodi issledovanii v texnologii prodyktov pitaniya: ycheb.posobie [Modern instruments and methods of research in food technology], Kursk, 2016, 184 pp (Russian).
3. Medjancev V.E. Gazohromatograficheskoe opredelenie hlororganicheskih pesti-cidov v nekotoryh sel'skohozjajstvennyh produktah [Gas chromatographic determination of organochlorine pesticides in some agricultural products] Vestnik Nizhego-rodskogo universiteta imeni N.I. Lobachevskogo, 2015, No 5, pp. 50-53 (Russian).
