食品中农药残留测定课件.ppt

第五章,食品中农药残留的检测,食品与生物工程学院 李道敏,2020/11/3,1,本章内容,第一节 农药对食品的污染及危害第二节 食品中有机氯农药的测定第三节 食品中有机磷农药的测定,2020/11/3,2,第一节 农药对食品的污染及危害,一、农药概述二、农药污染食品的途径三、农药残留的概念四、降低食品中农药残留的措施,2020/11/3,3,第二节 食品中有机氯农药的测定,一、有机氯农药及其对食品的污染二、食品中有机氯农药的允许残留量三、食品中有机氯农药的测定方法 气相色谱法的特点 气相色谱检测器1.热导池检测器(TCD)2.火焰离子化检测器（FID）3.电子捕获检测器(ECD)4.火焰光度检测器(FPD)（一）气相色谱法（二）薄层色谱法,2020/11/3,4,第三节 食品中有机磷农药的测定,一、有机磷农药及其对食品的污染二、有机磷农药在食品中的允许残留量三、食品中有机磷农残的测定方法,2020/11/3,5,一、农药概述,（一）农药的概念 农药(pesticides)是指用于防治危害农作物及农副产品病虫害、杂草及其他有害生物的药物总称。现在农药不仅应用于农业，而且也广泛应用于畜牧业、林业和公共卫生事业等方面。,2020/11/3,6,（二）农药的分类,1.按化学成分可分为有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类及砷、汞、铜、硫磺等制剂。2.按用途可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂和粮食熏蒸剂等。,2020/11/3,7,（三）农药的作用,农药在防治农作物病虫害和杂草、提高农业产量方面具有显著的效果。农药与人、动物的健康有着密切的关系。农药的使用，杀灭了一些病原及传播媒介，使某些疾病得到了控制，在一定程度上提高了人类的健康水平。提高农畜产品的产量和质量等方面，起着重要的作用。但是，大量广泛施用农药也会造成对食物的污染。,2020/11/3,8,农药还存在残毒和污染的严重问题，农药对食品，特别是动物性食品的污染。长期食用被农药污染的食品，人类健康会受到严重的危害。食品中残留农药过高会导致癌症和帕金森症。每年，我国农药中毒人数超过10万人，大部分是由于农药残留而引起。死亡20003000人。近170种农药被列入致癌物。因此，我国相继制订了一系列措施，来控制农药对食品的污染。,2020/11/3,9,（四）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品种为500多种，其中大量使用的有100种，主要是化学合成的。,2020/11/3,10,（一）直接污染 直接污染是直接施用农药造成食品及食品原料的污染。1给农作物直接施用农药造成的污染。2给动物使用农药而污染食用动物。3贮藏期间施用农药而造成的污染。例如粮仓用杀虫剂，香蕉和柑橘用杀菌剂，洋葱、土豆、大蒜用抑芽剂等。4农药用于公共卫生事业方面对食品造成的污染。,二、农药污染食品的途径,2020/11/3,11,（二）间接污染,1.农作物施用农药对环境造成的污染。在间接污染中，一般通过大气和饮水进入人体的农药仅占10%左右，通过食物进入人体的农药可达到90%左右。2.农药在生产过程中对环境的污染。,2020/11/3,12,（三）食物链和生物富集作用对食品造成的污染 一般肉品、乳品中含有的农药主要是畜禽摄入被农药污染的饲料后，在体内蓄积，尤其在动物的脂肪、肝、肾等组织中残留量较高。动物体内的农药有些可随乳汁排出，有些则可转移至蛋中，进行富集。水中污染的农药进入鱼虾等水生动物体内后，通过生物富集和食物链可使体内农药残留浓缩数百至数万倍。,2020/11/3,13,（四）意外事故造成的食品污染 运输及贮存过程中由于食品与农药混放。尤其是运输过程中包装不严或农药容器破损，会导致运输工具污染，这些被农药污染的运输工具，未经彻底清洗，装运粮食或其它食品。印度博帕尔毒气灾害就是美资联合炭化公司一化工厂泄漏农药中间体硫氰酸酯引起的。中毒者数以万计，同时造成大量孕妇流产和胎儿死亡。,2020/11/3,14,三、农药残留的概念,食品中的残留物，是指残留于食品中对人体有害的物质。主要包括农药残留、兽药残留等。这些物质以不同的途径进入动植物体内而残存下来。当人们长期食用含有以上残留物的食品时，健康会受到不同程度的危害。因此必须对食品中各种残留物加强监测，严格控制，才能保证食用安全。,2020/11/3,15,农药残留(pesticide residues)是指农药施用后，残存在生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢产物、降解物和杂质的总称。残留的数量叫残留量。,2020/11/3,16,四、降低食品中农药残留的措施,（一）加强安全教育 加强安全教育、提高农药安全知识水平，只有意识到农药污染及农药危害问题的严重性，才能从根本上防止农药的污染及其危害。（二）完善农药法规，加强执法 农药法规对人们产生法律约束力，可保障人们在法律许可的范围内正常地生产、销售、使用和处理农药，对以身试法者绳之以法。,2020/11/3,17,（三）采取有效的防护措施，配备必要的防护设备 根据农药的毒性和剂型，结合实际情况制定相应的防护措施，配备相应的防护设备以减少或杜绝农药生产管理和使用过程中的危害。（四）加强农药研究，开发新型农药 提供必要的人力、物力、财力加强农药的研究、开发，给农林生产、环境卫生事业提供高效、广谱、低毒、低残留的新型农药品种。,2020/11/3,18,第二节 食品中有机氯农药的测定,一、有机氯农药及其对食品的污染 有机氯农药(organochlorine pesticides)是具有杀虫活性的氯代烃的总称，常用的有机氯农药有666、DDT、氯丹、艾氏剂等。有机氯农药一般不溶于水。易溶于有机溶剂，在生物体内的蓄积具有高度选择性，多贮存于机体脂肪组织或富含脂肪的部位，性质非常稳定，在环境中残留期长，并不断迁移和循环，从而遍及全球的每个角落。,2020/11/3,19,目前，有机氯农药广泛地污染了世界环境。在我国，造成农药污染的主要是有机氯农药。由于许多国家停止生产和使用有机氯农药，食品中的有机氯残留量明显下降。我国已于1983年停止生产有机氯农药。有机氯农药对人和动物来说，其急性毒性仍属于中等毒性。食用有机氯农药污染的食品主要存在慢性中毒问题，其慢性毒性作用主要表现在侵害肝、肾和神经系统，可引起贫血、肝病、神经炎等病症。,2020/11/3,20,以前国际上对666和DDT的使用情况未作统一的规定。2001年5月22日在斯德哥尔摩来自100多个国家环境官员参加的联合国环境会议上通过了关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约，决定在全世界范围内禁用或严格限用12种有机污染物。这12种有机污染物中的9种为有机氯农药，即艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、氯丹、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、六氯苯、滴滴涕。我国制定的各类食品中有机氯农药的允许残留量见表5-1。,二、食品中有机氯农药的允许残留量,2020/11/3,21,表5-1 食品中有机氯农药的最大残留限量/（mg/kg）,2020/11/3,22,食品中有害物质常用的检测方法,薄层色谱法,气相色谱法,高效液相色谱法,质谱法,色质联用,酶联免疫吸附剂测定,三、食品中有机氯农药的测定方法,2020/11/3,23,早期，有机氯农药的定量测定，一般用分光光度法，但这种方法操作繁琐，选择性差，灵敏度不高。其后又发展了柱色谱，纸色谱和薄层色谱。而且薄层色谱有比较快的发展。由于它简单易行，可作为易于普及的一种定性和半定量测试手段。气相色谱法给有机氯农药残留量的检测提供了一个灵敏、快速、准确的方法（灵敏度为10-9 10-12g）现已广泛使用。,2020/11/3,24,气相色谱法的特点（1）分离效能高（2）检测灵敏度高（3）分析速度快（4）应用范围广（5）样品用量少 因此，气相色谱法已成为石油、化学、化工、生化、医药、食品、农业、环境保护等生产及科研部门中不可缺少的分析手段。,2020/11/3,25,气相色谱检测器,1 热导池检测器(TCD)TCD是一种应用较早的检测器，现在仍广泛应用。特点：对任何气体均可产生响应，通用性好，而且线性范围宽、结构简单，性能稳定，价格便宜、应用范围广。但灵敏度较低。,2020/11/3,26,2.火焰离子化检测器（FID）,又称氢焰离子化检测器。特点：具有结构简单，灵敏度高，线性范围宽，噪声低，耐用且易于使用，死体积小，响应快，稳定性好的特点。质量型检测器。它仅对含碳有机化合物有响应。,2020/11/3,27,但是对无机物、永久性气体和水基本无响应，因此FID特别适于水中和大气中痕量有机物分析或受水、N和S的氧化物污染的有机物分析。对含羰基、羟基、卤代基和胺基的有机物灵敏度很低或根本无响应。样品受到破坏。,2020/11/3,28,3.电子捕获检测器(ECD),ECD主要对含有较大电负性原子的化合物响应。如含有卤素、硫、磷、氮的物质有响应。但对含酰胺基和羟基的化合物以及烃类物质不灵敏。特点：具有高灵敏度和高选择性，浓度型检测器，其线性范围较窄。与FID相比，ECD对样的破坏不大。常用来分析痕量的具有电负性元素的组分，如食品的农药残留量，大气、水中的痕量污染物等，电子捕获检测器是特别适合于环境样品中卤代农药和多氯联苯等微量污染物的分析。,2020/11/3,29,4.火焰光度检测器 火焰光度检测器（FPD）又叫硫磷检测器。它是一种对含硫、磷的有机化合物具有高选择性和高灵敏度的检测器。主要用于SO2、H2S、石油精馏物的含硫量、有机硫、有机磷的农药残留物分析等。FPD 特点：（1）对含S、P化合物有较高灵敏度和高选择性；（2）对卤气X2、N2、Sn、Cr、Se和Ge等也有响应；（3）相对其它检测器如ECD和FID，FPD价格较贵。（4）对测S的灵敏度比硫荧光检测器*(SCD)低。,2020/11/3,30,1.原理 样品中六六六和滴滴涕经提取、净化后用气相色谱法测定与标准比较定量。根据电子捕获检测器对于负电性强的化合物具有较高的灵敏度的这一特点，可测出微量的六六六和滴滴涕。不同异构体和代谢物可同时分别测定。其出峰顺序为：666，666，666，666；P,PDDE，O,PDDT，P,PDDD，P,PDDT。,（一）气相色谱法,2020/11/3,31,3.注意事项,色谱柱装填的操作必须认真、仔细，特别注意填充均匀、紧密，不得留有间隙或死空间，更不可损坏担体，以免改变柱的效能。色谱柱通常用玻璃或不锈钢为材料。痕量的有机氯高温下往往在金属壁上产生催化分解和吸附现象，干扰测定。,2020/11/3,32,仪器的电路系统一般需4h以上才能稳定，必须开机预热，待基线稳定后才能进样，在测定过程中应注入标准液观察峰高有无变化，测定时尽量使样品与标准品的条件一致，否则会产生分析误差。,2020/11/3,33,（二）薄层色谱法,1原理 试样中的有机氯农药经有机溶剂提取，并经硫酸处理，去除干扰物质，浓缩，点样展开后，用AgNO3显色，经紫外线照射生成棕黑色的斑点，与标准比较，可概略定量。2操作方法 提取与净化同“气相色谱法”,2020/11/3,34,3注意事项,薄层板制备的好坏，直接影响测定结果。首先应选择良好的吸附剂，良好的吸附剂应具备以下条件：具有一定的吸附能力，能使样品的组分得到预期的分离；吸附剂的颗粒最好在550m之间。否则达不到理想的分离效果。在净化过程中，加入H2SO4的目的，是除去提取液中的杂质，如色素、脂类、蜡质等。,2020/11/3,35,点样质量的好坏，直接影响展开斑点的形状，因此在点样前应估计所取样液中被测农药的含量，适当调整样液及标准液的稀释度。点样要集中，要求每个点的直径在0.20.3cm，点样量的体积要尽可能小（110L）；点样时间尽量短，以减少吸湿。薄层板的边缘整齐，否则影响展开质量。,2020/11/3,36,在空气湿度较大的情况下（相对湿度75%以上）须在干燥槽中点样，避免薄层板吸湿而影响分离效果。用浓硫酸进行磺化的操作应格外小心，不可振摇过重，否则易乳化。,2020/11/3,37,第三节 食品中有机磷农药的测定,一、有机磷农药及其对食品的污染 有机磷农药(organophosphorus pesticides)是一大类具有磷酸酯结构的有机杀虫剂。在现有农药中，是品种最多的一类，约有100多种。有机磷农药具有高效、广谱的特点，性质不够稳定，分解快，故残留低。由于有机磷农药迅速发展并大量应用于农业生产，大量施用后，可能造成食品的污染。有机磷农药在食品中的残留主要是植物性食品。动物性食品中残留甚微，并可通过加工、精制、洗涤、烹调等过程被破坏。,2020/11/3,38,由于保管不当，管理不严，动物性食品与农药混装或用未经彻底清洗的装过农药的容器装运动物性食品等，从而对动物性食品造成污染。通过饲喂含有机磷农药残留的饲料而进入到动物机体内；经口或体表涂擦给动物驱虫；食品运输、贮存过程中被农药污染等。有机磷农药的毒性以急性中毒为主，对人的毒性属于一种神经毒。多因使用不当或误食，使人体血液中胆碱酯酶活力降低而发生中毒。,2020/11/3,39,由于有机磷农药在生物体内能迅速转化而解毒，不易蓄积，残留期短，慢性中毒问题过去未引起人们注意。但它有烷基化作用会致癌、致突变。发现长期接触或随食品摄入有机磷可呈现一系列病理变化，具有致癌、致畸、致突变的影响，因此越来越引起人们的关注。二、有机磷农药在食品中的允许残留量 有机磷农药对人体的毒性大小因品种不同而各不相同，因此在食品中的限量也因品种而异。WHO和其它许多国家都分别制定了食品中有机磷的最高允许含量。我国有机磷农药在食品中的允许残留量如表5-2所示：,2020/11/3,40,表5-2 食品中有机磷农药最大残留限量/（mg/kg）,2020/11/3,三、食品中有机磷农残的测定方法,有机磷农残的测定方法，早期较为广泛采用的是酶化学法及单项比色法等，后来被薄层色谱与酶化学抑制法相结合的方法所取代，薄层色谱酶抑制法对净化要求不高，处理简单，既克服了酶法无专一性的缺点，又提高了薄层色谱法的灵敏度，对于酶抑制物如有机磷的分析具有实际意义；但此法影响因素多，不易掌握，重现性差，只能做到半定量。近年来广泛采用了气相色谱法，使用火焰光度检测器，方法的灵敏度、精密度和选择性高，快速，可同时测定多种有机磷农药，已成为国内外测定有机磷农药的标准方法。,2020/11/3,42,（一）气相色谱法,1原理 含有机磷的样品在富氢焰上燃烧，以HPO碎片的形式，放射出波长526nm的特征光，该光通过滤光片选择后，由光电倍增管接收，转换成电信号，经微电流放大器放大后被记录下来。样品的峰面积或峰高与标准品的峰面积或峰高进行比较定量。,2020/11/3,43,2操作方法,（1）提取：丙酮（2）净化：氯化钠和二氯甲烷（3）色谱条件（4）测定,2020/11/3,44,3注意事项,此法对含磷化合物具有高选择性和高灵敏度。最小检测量可达10-11g。有机磷检测限比碳氢化合物高1000倍，因此，排除了大量溶剂和其它碳氢化合物的干扰，有利于痕量磷化物的分析。提取净化，国际上惯用乙腈做为提取溶剂；但其毒性大，价格昂贵，且不易购买。因此，改用二氯甲烷提取，并在提取时加适量的中性氧化铝和活性炭，基本上一次达到提取净化的目的。,2020/11/3,45,（二）薄层色谱酶抑制法,1.原理 有机磷农药有抑制胆碱酯酶的作用，胆碱酯酶能水解醋酸萘酯为醋酸和萘酚，萘酚与牢固蓝染料作用生成玫瑰红色化合物（偶氮色素）。当有机磷农药存在时，胆碱酯酶的水解活力被抑制，使其呈色反应受阻，从而在薄层板的玫瑰红色背景上出现有机磷农药白色斑点，以示阳性。根据斑点大小、清晰度与农药的标准点进行比较，可大致定量。反应式为：,2020/11/3,46,COOCH3,+H2O,OH,+CH3COOH,OH,+ZnCl42-,H3CO,OCH3,ZnCl42-,+N,N,+N,N,4,OH,HO,N,N,N,N,H3CO,OCH3,+2ZnCl2+4HCl,2,2,2020/11/3,47,2注意事项,活化时，溴气必须除尽，否则影响显色。酶源要新鲜，酶溶液喷量要适宜，太多则降低显色灵敏度，所显农药斑点退得快。各种酶源灵敏度不同，应先测其灵敏度。进行薄层抑制分析时，实验室内的空气要流通，不得有溴、碘、氯、二氧化氮、二氧化硫等蒸气存在。,2020/11/3,48,本章思考题,1.名词解释：农药、农药残留2.气相色谱法测定有机氯和有机磷农药时分别选用什么样的检测器?并说明理由。3.测定有机氯过程中加入硫酸的目的是什么？4.薄层色谱酶抑制法的测定原理是什么？对酶源有什么要求？,2020/11/3,49,