QuEChERS结合气相色谱串联质谱 测定香辛料中30种农药残留

Determination of 30 Pesticide Residues in Spices by QuEChERS Combined with Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

ZHANG Jie， YAN Jun， ZHAO Bo，PENG Tao， WANG Xingzhi*

（Lanzhou Institute ofFood and Drug Inspection and Testing， Key Laboratory of Pesticide and Veterinary Drug

Monitoring， State Administration for Market Regulation， Gansu Engineering Research Center for Monitoring Exogenous Harmful Residues in Traditional Chinese Medicines，Lanzhou 73oo50， China）

Abstract： Objective： To establish a gas chromatography-tandem mass spectrometry method for the determination of 30 common pesticide residues in spices. Method： Samples were hydrated for 30min ， extracted with 1% acetic acid-acetonitrile via vortex-assisted extraction， and purified using a QuEChERS cleanup tube containing 150mg anhydrous magnesium sulfate and 50mg primary secondary amine. Compound separation was achieved usinga DB-5MS capillary column （30m×0.25mm ， 0.25μm ，andmass spectrometry detection wasperformed in multiple reaction monitoring mode with matrix-matched calibration standards to corrct for matrix efects. Result： The 30 pesticides exhibited good linearity within the concentration range of 0～200ng⋅mL^-1 . The method's limits of detection， limits of quantification， and correlation coefficients （R²） all met experimental requirements.At spiked levels of 0.2， 0.5mg⋅kg^-1 and 1.0mg⋅kg^-1 ，the average recoveries ranged from 74.6% to 116.0% ，with relative standard deviations of 1.1% to 5.6% . Conclusion： This method combines QuEChERS pretreatment with gas chromatographytandem mass spectrometry to achieve high-throughput detection of multiclasspesticide residues in spice matrices.

Its sensitivity complies with the maximumresidue limits specifed inGB2763—2021，providing reliable technical support for food regulatory agencies.

Keywords： spices; pesticide residues; gas chromatography-tandem mass spectrometry; QuEChERS

香辛料作为食品风味调控的核心要素，不仅赋予菜肴独特的挥发性风味特征，其含有的生物活性成分（如辣椒素、姜酚等）更被证实具有促消化、抗氧化等生理功能[1-3]。然而在香辛料（如辣椒、胡椒、花椒、姜等）种植过程中，为控制病虫害对产量和质量的影响，通常会使用农药进行化学防治[4d。由于农药种类众多，加之使用的剂量、频率不当，势必会造成香辛料中农药残留的增加，导致其农药残留超标。近年来，农药残留超标情况频频出现，我国出口的花椒多次被检出戊唑醇等农药不合格，因此提高香辛料的安全生产技术水平和质量监控已势在必行[7-9]。

随着社会的进步和人们对食品安全的高需求，农药残留标准日趋严格，研发简便、高效、高通量的农药多残留检测技术成为当务之急[6-10]。相较于常见的果蔬基质，香辛料基质更为复杂，在前处理的过程中难以有效去除油脂杂质所带来的干扰，导致无法在日常检测中准确的定性和定量。本文创新性地整合改进型QuEChERS净化技术[引入 C₁₈ 和 N_- 丙基乙二胺（PrimarySecondaryAmine，PSA）双机制吸附剂，并添加石墨化碳黑（GraphitizedCarbonBlack，GCB）用于平面结构色素吸附1与气相色谱-三重四极杆串联质谱（GasChromatography-TandemMassSpectrometry，GC-MS/MS）的多反应监测（MultipleReactionMonitoring，MRM）模式，成功构建花椒基质中30种有机氯/拟除虫菊酯农药的痕量检测体系，其方法学验证严格遵循欧盟SANTE/11312/2021标准，为突破香辛料复杂基质的检测技术瓶颈提供新范式。

1材料与方法

1.1材料、试剂与仪器

陇南花椒、青花椒，陇南武都助农馆；甘谷辣椒，甘谷农贸市场。HB-5MS气相色谱柱，安捷伦；CleanertQuEChERS净化包A组：无水硫酸镁1200mg ，PSA 400mg ， C₁₈400mg ，GCB 200mg B组：无水硫酸镁 900mg ，PSA 150mg ，GCB 45mg C组：无水硫酸镁 900mg ，PSA 150mg ，GCB 15mg 以及盐包（ MgSO₄4g 、 NaCl1g ），天津博纳艾杰尔公司；30种农药标准溶液 ），百灵威科技；乙酸、乙腈、丙酮、乙酸乙酯，均为色谱纯，德国Merck公司。

7000D气相色谱质谱联用仪，安捷伦；MV5氮吹仪，莱伯泰科；5810R高速离心机，艾本德；BSA224S-CW万分之一电子天平，梅特勒；VORTEX-5涡旋混匀器，其林贝尔公司；SB-4200DT超声波清洗机，宁波新芝。

1.2标准溶液配制

① 标准储备液的配制。取一定量的30种农药标准溶液用乙酸乙酯配制成 10μg⋅mL^-1 的标准储备液，于 0°C 冰箱保存。 ② 标准工作溶液的配制。移取配制的30种农药标准储备液适量，用乙酸乙酯配制成1μg⋅mL^-1 的标准工作液。使用空白样品基质提取液配制农药标准工作曲线质量浓度为0、2、5、10、25，50，100μgL^-1 和 200μgL^-1 ，于 0°C 冰箱保存使用。

1.3样品前处理

① 样品干燥、粉碎。将购买的陇南花椒、青花椒和甘谷辣椒样品去除杂质后，于恒温干燥箱干燥，取出晾至室温后粉碎过筛待用。 ② 样品提取。准确称取 5.00g 样品（精确至 ±0.01g ）置于预装 15mL 超纯水的 50mL 离心管中，室温浸泡 30min 。依次加入 1% 酸化乙腈溶液及提取盐包（含 与 ），立即涡旋振荡 5min 使充分混合。以 3900r⋅min^-1 离心 5min （离心半径 8cm ），收集上清液备用。 ③ 净化处理。将上清液定量转移至QuEChERS净化管（含PSA 150mg 与 C₁₈45mg ），涡旋振荡 5min 后同条件离心。准确移取 2.00mL 上清液至浓缩管，于（ 35±1 ） C 水浴中，以 0.3MPa 高纯氮气吹扫浓缩至近干（残留液量 <50μL ）。用1.00mL 乙酸乙酯复溶，经 0.22μm 有机系微孔滤膜过滤后转入色谱进样瓶。

1.4仪器工作条件

1.4.1 色谱条件

色谱柱：HP-5MS毛细管柱（ 30m×0.25mm ，0.25μm ）；程序升温：初始 60°C 保持 1min 以100 升至 250°C 保持 0.5min 以20^∘C⋅min^-1 升至 310^qC 保持 3.5min ；载气：高纯氮气（ ≥99.999% ），恒流模式 1.2mLmin^-1 ；进样参数：1.0μL 不分流进样，进样口温度 280^qC ；检测器：质量选择检测器，电子轰击源 70eV ，离子源温度 230°C 。

1.4.2 质谱条件

离子源：电喷雾电离源；监测模式：正离子监测模式；扫描方式：多级监测模式；电离能量：70eV ；接口温度： 300^∘C ；离子传输管温度： 250^qC 溶剂延迟时间： 3.5min ，仪器参数见表1。

2 结果与分析

2.1 前处理条件的优化

2.1.1 提取溶剂的优化

基于相似相溶原理，针对目标中等极性农药特性，优先排除正己烷、甲苯等弱极性溶剂，重点考察 1% 酸性乙腈、纯乙腈、乙酸乙酯及丙酮4种典型溶剂的提取效能。结果发现，丙酮作为提取剂时基质干扰显著，提取液呈深色且杂质含量较高，而 1% 酸性乙腈、纯乙腈和乙酸乙酯均呈现较优的基质净化效果，提取液澄明度良好。进一步通过加标回收实验发现， 1% 酸性乙晴组在30种目标农药中，其中28种回收率为 70%～120% ，明显优于其他溶剂组。基于提取纯度与回收率的综合考量，最终选定 1% 酸性乙腈作为最优提取溶剂。

2.1.2QuEchERs净化条件优化

为降低辣椒和花椒基质中脂溶性成分对检测仪器的污染风险并确保检测结果的可靠性，本文针对QuEChERS前处理技术中的净化环节进行优化。通过系统比较A组：复合型净化体系（无水硫酸镁1200mg 作为脱水剂，辅以PSA 400mg 、 C₁₈400mg 双机制吸附剂，并添加GCB 200mg 用于平面结构色素吸附）、B组：常规净化体系（无水硫酸镁900mg+PSA150mg+GCB45mg ）和C组：简化净化体系（无水硫酸镁 900mg+PSA150mg+GCB15mg ）这3种不同配比的净化材料组合对色素、脂类等干扰物质的去除效率及农药回收率的影响，筛选出最优净化方案。结果发现，A组净化体系表现出显著优势，通过多类型吸附材料的协同作用，该组合有效去除了样品中 96% 以上的脂类物质和特征辣椒红色素。其中 C₁₈ 填料对长链脂肪酸的特异性吸附与GCB对平面色素分子的 π-π 作用，共同构成了高效的基质净化网络。