食品中农药残留的测定分析技术.ppt
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1、【北京大学】优质课全国特级教师 江新欢 博士教授食品分析与检验技术食品分析与检验技术 食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析食品分析与检验技术食品分析与检验技术 食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析教学目教学目标1 1、了解食品中有害物质的种类、性质及来源等相关、了解食品中有害物质的种类、性质及来源等相关知识;知识;2 2、掌握从样品中提取、富集、浓缩、萃取有害物质、掌握从样品中提取、富集、浓缩、萃取有害物质成分的方法及操作知识;成分的方法及操作知识;3 3、掌握有机氯、有机磷农药成分、掌握有机氯、有机磷农药成分、氨基甲酸酯类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、拟除虫菊酯类、抗生素、己
2、烯雌酚等有害成分的抗生素、己烯雌酚等有害成分的检测方法和操作知识;检测方法和操作知识;4 4、掌握贝类毒素、黄曲霉毒素、苯并芘的检测方法。、掌握贝类毒素、黄曲霉毒素、苯并芘的检测方法。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析教学重点和教学重点和难点:点:有机氯、有机磷农药成分,黄曲霉毒素、苯有机氯、有机磷农药成分,黄曲霉毒素、苯并芘等有害成分的检测方法和操作知识。并芘等有害成分的检测方法和操作知识。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析主要内容农农 药药1兽兽 药药2毒毒 素素3 食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析第一节第一节 食品中农药残留及其检测食品中农药残留及其检测
3、农药是农业生产中使用的各种药剂统农药是农业生产中使用的各种药剂统称,种类很多。称,种类很多。我国农药生产现状及发展趋势: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目前全世界实际生产和使用的农药的品种为品种为500500多种,其中大量使用的有多种,其中大量使用的有100100种,种,主要是化学合成生产的。主要是化学合成生产的。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析我国现有主要农药合成企业近我国现有主要农药合成企业近400400家,已建成家,已建成700700千吨以上千吨以上原药生产装置,可常年生产原药生产装置,可常年生产250250多种原药、农药中产量居世界第多种原药、农
4、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。二位(美国第一),农药产量呈逐年增长的趋势。我国已由我国已由农药进口国变成农药出口国。农药进口国变成农药出口国。子子项目一目一 农药的的测定定农药残残留留是是农药使使用用后后残残存存于于生生物物体体、食食品品(农副副产品品)和和环境境中中的的微微量量农药原原体体、有有毒毒代代谢物物、降降解解物物和和杂质的的总称称。残残存存数数量称量称为残留量,表示残留量,表示单位位为mgmgkgkg食品或食品食品或食品农作物。作物。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析 按用途可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、按用途可分为杀虫剂、杀菌剂、除
5、草剂、杀螨剂、植物生长调节剂、昆虫不育剂和杀鼠药等;植物生长调节剂、昆虫不育剂和杀鼠药等;按化学成分可分为有机磷类、氨基甲酸酯类、有按化学成分可分为有机磷类、氨基甲酸酯类、有机氯类、拟除虫菊酯类、苯氧乙酸类、有机锡类等;机氯类、拟除虫菊酯类、苯氧乙酸类、有机锡类等;按其毒性可分为高毒、中毒、低毒三类按其毒性可分为高毒、中毒、低毒三类;按杀虫效率可分为高效、中效、低效三类;按杀虫效率可分为高效、中效、低效三类;按农药在植物体内残留时间的长短可分为高残留、按农药在植物体内残留时间的长短可分为高残留、中残留和低残留三类。中残留和低残留三类。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析新品种与新工艺不
6、断出现。新品种与新工艺不断出现。常用的有:有机氯农药和有机磷农药两类。常用的有:有机氯农药和有机磷农药两类。杀虫剂有胺丙畏、苯胺硫磷等。杀虫剂有胺丙畏、苯胺硫磷等。杀菌剂有腐霉利、乙霉威等。杀菌剂有腐霉利、乙霉威等。除草剂有丙草胺、麦草畏等。除草剂有丙草胺、麦草畏等。生长调节剂有烯效唑、多效唑、油菜素内酯等。生长调节剂有烯效唑、多效唑、油菜素内酯等。生物农药发展迅速。生物农药发展迅速。农药加工剂型增多,主要有乳油、粉剂、粉粒农药加工剂型增多,主要有乳油、粉剂、粉粒剂、悬浮剂、水剂、片剂、烟剂等。剂、悬浮剂、水剂、片剂、烟剂等。原料及中间体已经满足国内需求。原料及中间体已经满足国内需求。食品中有
7、害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析1、产品结构不合理,个别品种老化、产品结构不合理,个别品种老化杀虫剂杀虫剂杀菌剂杀菌剂除草剂除草剂我国我国68.5%10.4%18.3%发达国发达国40%20%40%2 2、农药加工落后,助剂研究滞后、农药加工落后,助剂研究滞后 我国原药与制剂比例较低,目前为我国原药与制剂比例较低,目前为1:91:9但发达国家为但发达国家为1:10-301:10-30。3 3、生产规模小,工艺技术落后,产品质量差、生产规模小,工艺技术落后,产品质量差 我国农药产量约占全球的我国农药产量约占全球的25%25%但销售额不足但销售额不足8%8%4 4、生物农药还应大力发展。、生物
8、农药还应大力发展。存在问题:食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析农药在防治农作物病虫害、控制人类传染病、农药在防治农作物病虫害、控制人类传染病、提高农畜产品的产量和质量以及确保人体健康等方提高农畜产品的产量和质量以及确保人体健康等方面,都起着重要的作用。但是,大量广泛用农药也面,都起着重要的作用。但是,大量广泛用农药也会造成对食物的污染。会造成对食物的污染。农药残留是指农药施用后,残存在生物体、农药残留是指农药施用后,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、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。降解物和杂质的总称。残留
9、的数量叫残留量。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析农药进入人体的方式农药进入人体的方式土壤、水土壤、水、空气、空气家禽、畜家禽、畜植物、饲料植物、饲料水生动、植物水生动、植物肉、蛋、乳肉、蛋、乳人人 食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析 食品中普遍存在农药残留食品中普遍存在农药残留,残留量随食品种类及残留量随食品种类及农药的种类不同而有很大差异,由于农药的毒性都农药的种类不同而有很大差异,由于农药的毒性都很大,有的还可在人体内蓄积,对人体造成危害。很大,有的还可在人体内蓄积,对人体造成危害。食品中残留农药过高会导致食品中残留农药过高会导致癌症和帕金森症。癌症和帕金森症。199
10、4年,我国农药中毒人数已超过年,我国农药中毒人数已超过10万人,大万人,大部分是由于农药残留而引起。部分是由于农药残留而引起。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析容易吸收农药的蔬菜容易吸收农药的蔬菜 番茄、茄子、圆辣椒、卷心菜、白菜及大番茄、茄子、圆辣椒、卷心菜、白菜及大多数根菜类、薯类。多数根菜类、薯类。对农药吸收率较低的对农药吸收率较低的 叶菜类、果类等。叶菜类、果类等。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析 为提高食品的卫生质量,保证食品的安全性,保为提高食品的卫生质量,保证食品的安全性,保障消费者身体健康,许多国家都对食品中农药允许残障消费者身体健康,许多国家都对食品中农
11、药允许残留量作了规定。留量作了规定。我国和我国和WHO制订了有机氯农药六六六、滴滴涕在制订了有机氯农药六六六、滴滴涕在食品中的允许残留量标准;有机磷农药在食品中允许食品中的允许残留量标准;有机磷农药在食品中允许残留量标准;残留量标准;表表8-1我国食品中农药的最大残留量我国食品中农药的最大残留量(MRL)限制标准限制标准(mgkg)食品滴滴涕六六六甲胺磷马拉硫磷对硫磷敌敌畏辛硫磷溴氰菊酯多菌灵三唑铜(粉锈宁)成品粮食蔬菜水果肉类蛋鱼类植物油0.20.10.21.01.00.30.20.41.02.00.13.00.10.10.10.20.050.050.20.50.50.50.50.2 食品中
12、有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析小资料:我国将全面禁用5种高毒农药包括:甲胺磷、久效磷、甲基对硫磷、对硫磷、磷胺。这5种农药目前年总产量达10万吨;占我国农药生产总量的2025%。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析 禁用方案分禁用方案分3阶段:阶段:第一阶段第一阶段(2004年年1月月1日日12月月31日日):撤消撤消5种高毒农药产品生产、销售、使用的有关证种高毒农药产品生产、销售、使用的有关证书,开始部分禁用,使用比例下降书,开始部分禁用,使用比例下降15。第二阶段第二阶段(2005年年1月月1日日2006年年12月月31日日):禁止禁止5种高毒农药原药生产企业外的其他企业生
13、产种高毒农药原药生产企业外的其他企业生产或加工此类产品,并将其使用范围局限于棉花、小麦、或加工此类产品,并将其使用范围局限于棉花、小麦、玉米、水稻玉米、水稻4种作物。种作物。第三阶段第三阶段(2007年年1月月1日日):中国全面禁止中国全面禁止5种高毒农药的使用。种高毒农药的使用。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析食品中农药残留量的分析,食品中农药残留量的分析,1)比色法比色法 少特异性,灵敏度很低,少特异性,灵敏度很低,分光光度法分光光度法 已很少使用已很少使用 电化学分析电化学分析2)纸色谱)纸色谱 TLC 3)GC 电子捕获检测器电子捕获检测器 适用有机氯农药。适用有机氯农药。
14、4)HPLC 非挥发性、热不稳定性农药,如非挥发性、热不稳定性农药,如 部分有机磷农药。部分有机磷农药。5)GC/红外光谱红外光谱 联用、联用、GC/MS 联用。联用。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析一、有机氯农药残留量的检测 (一)有机氯农药的性质及常见品种(一)有机氯农药的性质及常见品种 有机氯农药是农药中一类有机含氯化合物,一般分为五大类:有机氯农药是农药中一类有机含氯化合物,一般分为五大类:1.DDT类类氯化苯及其衍生物,包括氯化苯及其衍生物,包括DDT、六六六。六六六。2.氯化甲撑萘类氯化甲撑萘类七氯、七氯、艾氏剂、狄氏剂。艾氏剂、狄氏剂。3.七七O五四五四纯品为白色晶体
15、,微溶于水,易溶于某些有机溶纯品为白色晶体,微溶于水,易溶于某些有机溶剂。主要用于杀灭蚊蝇。蓄积在动植物脂肪中,通过食物链进入人剂。主要用于杀灭蚊蝇。蓄积在动植物脂肪中,通过食物链进入人体。中毒症状为乏力、失眠、眩晕、恶心等,长期接触可影响中枢体。中毒症状为乏力、失眠、眩晕、恶心等,长期接触可影响中枢神经系统及肝脏。神经系统及肝脏。4.氯丹氯丹纯品为无色或淡黄色液体,微溶于水,易溶于某些有纯品为无色或淡黄色液体,微溶于水,易溶于某些有机溶剂。中毒情况同机溶剂。中毒情况同70545.林丹(又名高丙体六六六)林丹(又名高丙体六六六)本品为无色晶体,不溶于水,本品为无色晶体,不溶于水,溶于大多数有机
16、溶剂。中毒情况同溶于大多数有机溶剂。中毒情况同7054。主要用于粮食、蔬菜、果。主要用于粮食、蔬菜、果树、烟草、森林、粮仓。树、烟草、森林、粮仓。目前仍有一些国家(包括我国)使用林丹由于有机氯性质稳定,目前仍有一些国家(包括我国)使用林丹由于有机氯性质稳定,在水域、土壤中仍有残留,并会在较长时间内继续影响人类健康。在水域、土壤中仍有残留,并会在较长时间内继续影响人类健康。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析有机氯农药的结构及理化性质有机氯农药的结构及理化性质(1)六六六)六六六六六六分子式为六六六分子式为C6H6Cl6,化学名为六氯环己烷、,化学名为六氯环己烷、六氯化苯,英文名为六氯化
17、苯,英文名为Benzenehexachloride(简称简称BHC)。BHC有多种异构体,其常见的异构体化学有多种异构体,其常见的异构体化学结构式为:结构式为:食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析 BHC为白色或淡黄色固体,纯品为无色无臭为白色或淡黄色固体,纯品为无色无臭晶体,工业品有霉臭气味,在土壤中半衰期为晶体,工业品有霉臭气味,在土壤中半衰期为2年,不溶于水,易溶于脂肪及丙酮、乙醚、石油年,不溶于水,易溶于脂肪及丙酮、乙醚、石油醚及环己烷等有机溶剂。醚及环己烷等有机溶剂。BHC对光、热、空气、对光、热、空气、强酸均很稳定,但对碱不稳定强酸均很稳定,但对碱不稳定(BHC除外除外),
18、遇碱能分解遇碱能分解(脱去脱去HCl)。C6H 6Cl6十十3KOH C6H3Cl3十十3KCl 十十3H2O 食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析(2)滴滴涕滴滴涕滴滴涕分子式为滴滴涕分子式为C14H9Cl15,化学名为化学名为2,2-双双(对氯苯基对氯苯基)-1,1,1-三氯乙烷、二氯二苯三氯乙烷,三氯乙烷、二氯二苯三氯乙烷,简称二二三,英文名为简称二二三,英文名为Dichlorodiphenyltrichloroethane,简称,简称DDT。根据苯环上。根据苯环上Cl的取代的取代位置不同形成如下几种异构体:位置不同形成如下几种异构体:食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析
19、DDT产品为白色或淡黄色固体,纯品DDT为白色结晶,熔点108.5-109,在土壤中半衰期3-10年,(在土壤中消失95%需16-33年)。不溶于水,易溶于脂肪及丙酮、苯、氯苯、乙醚等有机溶剂。DDT对光、酸均很稳定,对热亦较稳定,但温度高于本身的熔点时,DDT会脱去HCl而生成毒性小的DDE,对碱不稳定,遇碱亦会脱去HCl。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析18741874年人工合成年人工合成DDTDDT,19391939年瑞士化学家穆勒年瑞士化学家穆勒发现了发现了DDTDDT的杀昆虫作用,并因此获得了的杀昆虫作用,并因此获得了19481948年的年的诺贝尔奖。诺贝尔奖。在二次世界
20、大战中及战后的欧洲和亚洲,在二次世界大战中及战后的欧洲和亚洲,DDTDDT用于杀灭传播疟原虫的蚊子,挽救了数千人的生命。用于杀灭传播疟原虫的蚊子,挽救了数千人的生命。DDTDDT在生物体内富集作用很强。例如水鸟体内在生物体内富集作用很强。例如水鸟体内DDTDDT残留为残留为25 mg/kg25 mg/kg,DDTDDT污染的水要高出污染的水要高出800-800-10001000万倍。万倍。DDTDDT的污染是全球性的,在人迹罕至的的污染是全球性的,在人迹罕至的南极的企鹅、海豹、北极的北极熊、甚至未出世的南极的企鹅、海豹、北极的北极熊、甚至未出世的胎儿体内均可检出胎儿体内均可检出DDTDDT的存
21、在。的存在。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析样品的预处理样品的预处理1.提取提取:用丙酮、己烷、乙醚、石油醚等。用丙酮、己烷、乙醚、石油醚等。2.净化:用净化:用H2SO4磺化处理,除脂肪、蜡质、磺化处理,除脂肪、蜡质、色素等。色素等。3.浓缩:浓缩:KD减压浓缩。减压浓缩。检验标准检验标准GB/T5009.19(二)(二)GC-ECD法测定有机氯农药残留法测定有机氯农药残留(三)(三)TLC法测定有机氯农药残留法测定有机氯农药残留 食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析二、有机磷农药残留及其检测二、有机磷农药残留及其检测(一一)有机磷农药的特性及种类有机磷农药的特性及种类1
22、.常见的有机磷农药及其结构常见的有机磷农药及其结构有机磷农药有机磷农药(OrganophosphorusPesticides)是农是农药中一类含磷的有机化合物,其种类很多,目前大药中一类含磷的有机化合物,其种类很多,目前大量生产与使用至少有量生产与使用至少有60多种,按其毒性可分成高毒、多种,按其毒性可分成高毒、中等毒及低毒三类;按其结构则可划分为磷酸酯及中等毒及低毒三类;按其结构则可划分为磷酸酯及硫代磷酸酯两大类,其结构通式如下:硫代磷酸酯两大类,其结构通式如下:食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析根据根据R,Rl及及X等基团不相同,可构成不同的有等基团不相同,可构成不同的有机磷农药
23、。机磷农药。2.有机磷农药的理化性质有机磷农药的理化性质有机磷农药中,除敌百虫、乐果为白色晶体外,有机磷农药中,除敌百虫、乐果为白色晶体外,其余有机磷农药的工业品均为棕色油状。有机磷农其余有机磷农药的工业品均为棕色油状。有机磷农药有特殊的蒜臭味,挥发性大,对光、热不稳定,药有特殊的蒜臭味,挥发性大,对光、热不稳定,并具有如下性质:并具有如下性质:食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析 溶解性:由于各种有机磷农药的极性强弱不同,故对水及溶解性:由于各种有机磷农药的极性强弱不同,故对水及各种有机溶剂的溶解性能也不一样,但多数有机磷农药难溶于水,各种有机溶剂的溶解性能也不一样,但多数有机磷农药
24、难溶于水,可溶于脂肪及各种有机溶剂,如疏水性有机溶剂:丙酮、石油醚、可溶于脂肪及各种有机溶剂,如疏水性有机溶剂:丙酮、石油醚、正己烷、氯仿、二氯甲烷及苯等,亲水性有机溶剂;乙脂、二甲正己烷、氯仿、二氯甲烷及苯等,亲水性有机溶剂;乙脂、二甲基亚砜等。基亚砜等。水解性:因有机磷农药属酯类水解性:因有机磷农药属酯类(磷酸酯或硫代磷酸酯磷酸酯或硫代磷酸酯),故,故在一定条件下能水解,特别是在碱性介质、高温、水分含量高等在一定条件下能水解,特别是在碱性介质、高温、水分含量高等环境中,更易水解。如敌百虫在碱性溶液中易水解为毒性较大的环境中,更易水解。如敌百虫在碱性溶液中易水解为毒性较大的敌敌畏。敌敌畏。氧
25、化性:有机磷农药中,硫代磷酸酯农药在溴作用下或在氧化性:有机磷农药中,硫代磷酸酯农药在溴作用下或在紫外线照射下,分子中紫外线照射下,分子中S易被易被O取代,生成毒性较大的磷酸酯。取代,生成毒性较大的磷酸酯。食品中有害有毒物质分析食品中有害有毒物质分析 样品预处理样品预处理1.提取提取一般根据有机磷农药与样品的种类,选择适当的提取溶剂与一般根据有机磷农药与样品的种类,选择适当的提取溶剂与提取方法。用乙睛、丙酮、氯仿或二氯甲烷等提取。提取方法。用乙睛、丙酮、氯仿或二氯甲烷等提取。2.净化净化将样品提取液经乙晴或二甲基亚砜分配提取后,再用柱色谱将样品提取液经乙晴或二甲基亚砜分配提取后,再用柱色谱净化
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