CC BY
42
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. 8(4712)32-46-66 E-mail: 763lpektin@mail.ru
Postgraduate O.M Tretyakova, Associate Professor A.G. Belyaev (South-West State University) chair of commodity research, technology and expertise of goods, tel. 8(4712)32-46-66 E-mail: 7631 pektinfymail.ru
Реферат. Широкое применение пестицидов в сельском хозяйстве нередко приводит к попаданию ядохимикатов в продукты питания, с которыми они затем поступают в организм человека как непосредственно, так и в виде веществ, образовавшихся в результате их превращения. Сокращение времени пробоподготовки для определения остаточного количества хлорорганических пестицидов (ХОП), а также повышение чувствительности и селективности является важным фактором при проведении исследования. 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 электронозахватным детектором для выявления состава и определения массовой доли хлорорганических пестицидов. Для упрощения и сокращения сроков выполнения пробоподготовки, повышения селективности, чувствительности метода произведена оценка проведения приготовления пробоподготовки методом «QuEChERS». Данный метод является более простым, надежным, времясберегающнм за счет оптимального состава реагентов, обеспечивающих максимальное извлечение микроколичества целевых веществ, сокращения количества лабораторных операций, уменьшения количества применяемых химических реактивов и лабораторной посуды.
Summary The widespread use of pesticides in agriculture often leads to the ingestion of pesticides into foodstuffs, with which they then enter the human body, both directly and in the form of substances formed as a result of their transformation. Reduction of sample preparation time for determination of residual amounts of organochlorine pesticides, as well as increase in sensitivity and selectivity is an important factor in the study. 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 (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. Assessment of carrying out preparation of sample preparation by the QuEChERS method is made for simplification and reduction of terms of performance of sample preparation, increase in selectivity, sensitivity of a method. This method is simpler, reliable, vremyasberegayushchy due to optimum composition of the reagents providing the maximum extraction of microamounts of target substances, reductions of number of laboratory operations, reduction of quantity of the applied chemical reactants and a laboratory glassware.
Ключевые слова: хлорорганнческие пестициды, газовая хроматография, пробоподготовка, свинина.
Keywords: organochlorine pesticides, gas chromatography, sample preparation, pork.
©Третьякова O.M., Беляев А.Г., 2017
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 хлорорганиче-ских 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 пробоподго-товки, идентификации и определении содержания микроколичеств в пищевой продукции на уровне гигиенических нормативов — максимальных допустимых уровней (МДУ) [1].
В продуктах животноводства (мясе, молоке и др.) регламентируются следующие хлорорганические пестициды: ГХЦГ (0,005-0,5 мг/кг), ДДТ и его метаболиты (0,01-0,10 мг/кг), гексахлорбензол (0,01 мг/кг). Запрещено использовать такие опасные пестициды, как гептахлор, 2,4-0 - 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 хло-рорганических пестицидов. Чувствительность метода составляет 0,02-0,08 мг/кг продукта. Пестициды идентифицируются по времени 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 выделение 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 остаточное количество пестицидов в растительном сырье (фрукты, овощи, зерно).
Быстрый и эффективный метод «ОиЕСЬЕИЗ», позволяющий извлекать из проб остаточное количество целевых соединений, был использован для определения ХОП в свинине.
Метод «ОиЕСЬЕИЗ» 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 пробу мяса измельчали, взвешивали, помещали в пробирку, затем, добавив соли и ацетонитрил, производили встряхивание в течение 1 мин, затем центрифугировали - 5 мин.
2. Очистка избирательно удаляет нежелательные примеси, такие, как липи-ды и пигменты. Отобранная аликвота подвергается очистке с использованием различных сочетаний солей и пористых сорбентов с помощью дисперсионной твердофазной экстракции (ТФЭ). Супернатант добавляли в пробирку с сорбентом из набора «roQ» для дТФЭ. Затем встряхивали 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 комплектности. 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 высоте пиков (рисунок).
а>
4
X
5 §
к
0
27 ЗО
Ппймп мин
Рисунок. Хроматогражма раствора, внесенного в хроматограф
По градуировочным зависимостям высоты 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
Определяемый показатель НД на метод испытаний Допустимые уровни Результат испытаний
6-ГХЦГ, мг/кг ГОСТ 323082013 Не более 0,01 0,001
ГХБ, мг/кг 0,0008
у-ГХЦГ, мг/кг 0,0018
4,4-ДДЕ, мг/кг 0,0007
ДДД, мг/кг 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 более простым, надежным, времясберегающим 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 khromatograiiya [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 pes-ticidov v nekotoryh sel'skohozjajstvennyh produktah [Gas chromatographic determination of organochlorine pesticides in some agricultural products] Vestnik Nizhego-rodskogo universiteta imeni N.I. Lobachevskogo, No 5, 2015, pp. 50-53 (Russian).
