Review

CHROMATOGRAPHY, Vol.33 No.3 (2012)

Review

食品中の残留農薬分析について
坂真智子

Residue Analysis of Pesticides in FoodMachiko SakaThe Institute of Environmental Toxicology
4321 Uchimoriyamachi, Joso, Ibaraki 303−0043

Abstract
Japanese positive list system for pesticide residues in food has been enforced since 2006. All pesticide residues in food including processedfood products are regulated by this system except unlisted compounds. For enforcement purpose, residue analysis of pesticides in food is essential. However, we frequently meet across difficulties during determination of pesticide residues in food, since such matrices contain a variety of components including interferences for chromatographic analysis. So, residue analysis of pesticides generally consists of four steps
classified as follows: 1) sample preparation, 2) extraction, 3) purification, 4) determination. In this paper, the important reminder and technical skills for residue analysis of pesticides in food are explained.
Keywords: Pesticide, Residue Analysis, Foodことが重要である。食品中の残留農薬分析は、多くの夾雑物

１．はじめに
平成１８年５月２９日に施行された食品衛生法によるポジティの中の微量成分［ppb（µg/kg）〜ppm（mg/kg）］を測定しな

ブリスト制度は、農薬等が一定の量を超えて残留する食品のくてはならない。食品によって夾雑物が異なるため、時とし流通を原則として禁止する制度である[1]。加工食品を含むて分析の困難な試料に出くわすことがある。そこで、食品中すべての食品に残留した農薬等は、対象外物質を除き、すべの残留農薬分析について解説して、注意点やノウハウ等を紹てが規制されることになっている。すべての食品中の残留農介する。

薬分析が義務付けられているわけではではないが、万が一、
２．分析方法違反品が検出されてしまった場合のマイナス面を考慮すると残留農薬分析の基本操作は、①試料調製（前処理）、②抽必要以上の分析を実施しているのが現状であると思われる。
また、一律基準（０．
０１ppm）の設定により、農作物の生産現出、③精製、④定量の４つの段階に分類される。

場においても残留農薬の関心は高まっている。ドリフトや後作物への影響等は少なからず発生している。このような現状

２．
１．試料調製分析に用いる試料が全体を反映させるように、分析する試において、食品中の残留基準値を正確に分析して、把握する
一般財団法人残留農薬研究所 化学部残留第２研究室〒３０３―００４３ 茨城県常総市内守谷町４３２１番地
Tel:０２９７―２７―４５１５
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E−mail: saka@iet.or.jp―１５７―

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Table 1. 分解性農薬における試料の磨砕均一化法の一例
農薬名

磨砕均一化法

ジクロフルアニド

試料５００g＋０．
１mol/L 硝酸銀５０g を加え、均一化。

TPN、キャブタン、カプタホル

試料５００g＋１０％リン酸５０g を加え、均一化。

ジチアノン

有姿保存後、分析前に試料５００g＋飽和 NaCl: concHCl（９：１）１００mL を加え、均一化。

イミノクタジン

有姿保存後、分析前に試料５００g＋塩酸グアニジン［野菜２５g、果実１２５g］を加え均一化。

トリフルミゾール

有姿保存後、分析前に試料５００g＋０．
０５mol/L リン酸緩衝 液（pH６．
８）５００mL を加え、均一化。

カルボスルファン

有姿保存後、分析前に試料５００g＋０．
２mol/L リン酸緩衝液５００mL を加え、均一化。
抽出時、試料４０g＋０．
１mol/L 硝酸銀２mL 添加。

チオファネートメチル

均一化した試料２０g＋L―アスコルビン酸ナトリウム１g を加えてメタノール抽出。
乾物試料：水浸漬要。

ピリフェノックス

試料５００g＋塩酸ヒドロキシアミン２５g を加え、均一化。
種実等５g＋塩酸ヒドロキシアミン０．
２５g＋５％酢酸鉛溶液１０mL＋メタノール１００mL で抽出。

料の広範囲から分取して調製する必要がある。分析に供する装置等）を用いて溶媒に捕集する場合もある。食品で固形物

試料部位は、試験の目的によって異なる。

試料から対象化合物を抽出したい場合にはソックスレー抽出装置を用いて時間をかけて抽出する。これらの段階では、目試料の種類に応じて調製器具を使い分けて、器具の使い回的成分以外にも多くの夾雑成分を含むことになる。

しによる汚染には十分気を付ける。残留濃度が把握できる場
合には、残留濃度の低いものから順番に処理をするように心

通常、乾物試料においては水を添加した後に極性有機溶媒がける。調製に使用する器具は分解、洗浄できるタイプのも（アセトン、アセトニトリル、メタノール等）を加えて抽出のを使用する。試料の均一化の際に分析対象化合物が分解をする。その必要性を示す検討結果として、水浸漬操作の有無受ける場合には、分解防止剤等を加えて均一化を実施する。と浸漬時間の分析結果への影響を比較したものを Figure１に分解性農薬における試料の磨砕均一化法の一例[2]を Table１示す。カルバリル、フェニトロチオン、マラチオンおよびダに示す。

イアジノンを分析対象とした玄米残留実試料（圃場で調製）を用いた。A：水浸漬操作なし（アセトンのみによる抽出）、残留分析のための試料は、速やかに分析に供することが大原則である。しかし、諸事情により試料を保存する場合にはB：水添加後、直ちに（B０）、室温にて１５分（B１５）、３０分（B３０）、保存した期間における対象化合物の分解や損失がないことを６０分（B６０）、１２０分（B１２０）後に、アセトンを加えて抽出の６データで示す必要がある。通常は、均一化した試料（例えば条件で比較した。条件 B３０による分析値を１００として、その値２０g）に既知量の対象化合物を含む溶液（抽出溶媒と混和すに対する各条件での分析値の比率を示した。その結果、４薬るもの）を添加した後、有姿試料を保存する条件と同じ条件剤すべてにおいて、アセトン（A）のみでは B３０による抽出で保存する。実試料を分析した後、もしくは同じ保存期間以率の６〜６８％と低い値であった。特に、カルバリルでは水添上経過したのちに同様に分析して回収率を求める。原則とし加の効果が顕著であった。一方、浸漬時間を比較すると、カて、個別添加で実施する。作物残留試験では保存安定性試験

ルバリルおよびフェニトロチオンの分析値は１２０分間までのの回収率が７０％以上（分析操作の回収率による補正なし）で浸漬で大きな差は認められなかった。マラチオンおよびダイあることが要求されている。

アジノンでは３０分間を境に分析値が低下する傾向が認められた。この結果から、検討した薬剤において正確な残留値を把２．
２．抽出握するためには、水浸漬操作は必要であるが浸漬時間につい目的成分（農薬）を確実に試料から抽出するために、抽出ては１５〜３０分間が適切であると示唆された[4]。

効率の高い溶媒を使用する。通常は、公定法（告示や通知法）

次に、高速高圧抽出装置（型式：E―９１６、日本ビュッヒ㈱[3]で採用されている溶媒を使用する。均一化した試料を採製）を用いて玄米残留実試料からの農薬の抽出を検討した。

取して抽出溶媒を加えた後、振とう機を用いて行う手法（振エトフェンプロックス、フサライドおよびイミダクロプリドとう抽出）が主流である。試料の均一化が十分でなかったを対象農薬として、まずは抽出溶媒３種（アセトン、水浸漬り、抽出溶媒を加えた段階で固化してしまったりする場合に後アセトン添加、アセトン／水（８０：２０、v/v）混液）を比はシャフト型ホモジナイザーを用いて抽出をすることができ較した（Figure２）。アセトンのみの抽出では、検討した３る。揮発性の高い農薬では特殊な装置（例えば Dean−Stark

薬剤すべてが低い比率を示した。特にイミダクロプリドが低―１５８―

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Figure 1. Effects of soaking in water on the extractability of pesticides with acetone in incurred brownrice samples. Sample were extracted with acetone without soaking in water (A), or after soaking in water [soaked for 0 min (B０), 15 min (B１５), 30 min (B３０), 60 min (B６０), 120 min (B１２０) atroom temperature]. Each relative recovery is shown versus after water soaking for 30 min(B３０). Asterisks indicate significant differences (＊P ＜0.05, ＊＊P ＜0.01) with the Dixon test.
Authority is Reference 4.

かった。イミダクロプリドはアセトン／水（８０：２０、v/v）２．
３．精製

混液を使用した値もやや低い値であった。log Pow が小さい

精製操作では、抽出段階で大量に含まれている夾雑物を各

農薬は、アセトンのみでは抽出されにくいことが推察され種操作により目的成分と分離する。精製は大きく二つに分類た。さらに抽出効率の改善を検討した。抽出にはアセトン／される。カラムクロマトグラフィーとそれ以外である。それ水（８０：２０、v/v）混液を用いて、圧力１００bar で抽出温度４０℃以外に含まれる操作としては、液々分配（水／有機溶媒、アと８０℃を比較した。結果を Figure３に示す。温度８０℃においセトニトリル／ヘキサン）、誘導体化（エステル化：ジアゾて、検討したすべての農薬で良好な結果を得ることができた

メタン、トリメチルジアゾメタン、N ―メチル化：ヨウ化メ[5]。

チル、エーテル化：フルオロ―２，４―ジニトロベンゼン、アシ

抽出効率は、添加回収試験で判断することはむずかしい。

ル化：無水ヘプタフルオロ酪酸、シリル化：BSTFA）、凝固

特に水分含量の少ない乾物試料などでは、前述したように残処理（塩化アンモニウム＋リン酸、酢酸亜鉛）、酢酸鉛（タ留実試料を用いて抽出方法を検討する必要がある。実験操作

ンニン処理）がある。夾雑物の種類による精製手法の選択例の簡便性のみを追求して、安易に抽出方法を変更してはならを Table２に示す。

ない。

カラムクロマトグラフィーにはガラス製クロマト管（内径１０〜１５mm）に充てん剤（５〜１０g）を充てんして使用する―１５９―

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Figure 2. Effects of soaking in water on the extractability of pesti-

Figure 3. Comparison with extraction temperature by the Speedcides with acetone in incurred brown rice samples. Sam-

Extractor using acetone/water (80:20, v/v). The Speed

ple were extracted with acetone without soaking in water

Extractor (E−916 made by BUCHI) is pressurized sol-(A), or after soaking in water soaked for 30 min (B), andvent extraction. Each relative recovery is shown versus

acetone/water (80:20, v/v, C). Each relative recovery isafter water soaking for 30 min (Figure 2). Authority isshown versus after water soaking for 30 min (B).

Reference 5.

Authority is Reference 5.

Table 2. 夾雑物の種類と精製手法の関係
爽雑物の種類

精製の手法

極性、非極性・爽雑物

液々分配、多孔性ケイソウ土カラム、塩析処理等

酸性、塩基性・爽雑物

液体間分配（酸性条件又は塩基性で溶媒転溶）

脂質（油脂類）

アセトニトリル・ヘキサン分配、多孔性ケイソウ土カラム、C１８、GPC

色素（葉緑素等）

GCB（グラファイトカーボン）、活性炭、C１８、GPC 等

その他の微量爽雑物

シリカゲル、フロリジル、アルミナ、NH２、C１８、PS２

オープンカラムとあらかじめ充てん剤をポリエチレン製の孔が無数に開いており、広大な表面積を有することから様々カートリッジやシリンジに充てんした市販のミニカラムがあな物質を保持・固定化するための基材（担体）として注目さる。オープンカラムは、吸着容量が大きく、分解能が高いとれている。主成分は二酸化ケイ素（SiO２）で化学的に活性がいう利点がある。水を混合することにより活性度（吸着力）低く安定していることから、農薬の残留分析分野においてを調整できることも利点の一つである。しかし、溶媒の使用も、試料を精製するためのカラムクロマトグラフィー用担体量が多く、時間がかかる点は欠点である。一方、ミニカラムとして用いられている[7]。多孔性ケイソウ土カラムにおけは溶媒の使用量が少ない。製品の品質もほぼ一定であり、充る農薬の溶出パターンを Figure４に示す。GC で測定可能なてん剤の種類も多く、様々な種類の充てん剤を組み合わせて約２００種の農薬を５％塩化ナトリウム溶液に溶解し、カラム使用することもできるのは大きな利点である。ただし、試料に負荷した後、ヘキサン、５％アセトン／ヘキサン、酢酸エ

夾雑物の過負荷による精製効果の低下には気をつけなくてはチルの各溶媒で順次展開したときの溶出率を示したものであならない。また、活性度の調整はむずかしい。オープンカラる。横軸は農薬の log Pow を表している[6]。

ムとミニカラムには各々に利点と欠点があるが、最近では実多孔性ケイソウ土カラムは、液々分配と比較してエマル

験室環境の改善、分析操作の簡便化などからミニカラムの使ジョンの形成がないこと、分配率が低い場合には溶出溶媒量用が主流である。Table３にミニカラムの使用の目安[6]を示を増加させると回収率が向上すること、多数の試料が同時にす。Table４にはミニカラム等の商品略称と一般名を示す。

分析可能である等のメリットがある。一方、脂質の多い試料

最近では、液々分配の代替として多孔性ケイソウ土カラム抽出液を負荷すると、回収率が低下する場合がある。この場を使用する場合がある。多孔性ケイソウ土は数 µm 以下の細合は抽出液にアセトニトリルを若干量添加することで回収率―１６０―

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Table 3. ミニカラム（カートリッジカラム）の使用の目安
逆相用カートリッジ

順相用カートリッジ

イオン交換カートリッジ

C１８CN
tC１８C８

シリカゲル
フロリジル
アルミナ中性、塩基性、酸性
ジオール
NH２NH２
QMA（陰イオン交換）
SAX（陰イオン交換）
CM（陽イオン交換）
SCX（陽イオン交換）

担体の極性低い

高い

高い

使用溶媒の極性

中極性―高極性

低極性―中極性

高極性

サンプル溶解液

水
緩衝液

ヘキサン
トルエン
ジクロロメタン水
緩衝液

代表的溶出液水―メタノール
水―アセトニトリル

酢酸エチル
アセトン
アセトニトリル

酸性または塩基性溶液

成分の溶出順序

高極性成分から低極性成分から解離定数の小さいものから強く保持されている成分の溶出

溶出液の極性を下げる

溶出液の極性を上げる

イオン強度を増す
pH を上げる（アニオン交換）
pH を下げる（カチオン交換）

Table 4. ミニカラム等の商品略称と一般名
商品略称

一般

名Silica

シリカゲルミニカラム

Florisil

合成ケイ酸マグネシウムミニカラム

Diol

グリセリルプロピルシリル化シリカゲルミニカラム

Alumina A. N. B

アルミナ（酸性、中性、塩基性）ミニカラム

C2

エチルシリル化シリカゲルミニカラム

C8

オクチルシリル化シリカゲルミニカラム

C18

オクタデシルシリル化シリカゲルミラカラム

PS−2

スチレンジビニルベンゼン共重合体ミニカラム

HLB

ジビニルベンゼン―X―ビニルピロリドン共重合体ミニカラム

PSA

エチレンジアミン―X―プロピルシリル化シリカゲルミニカラム

QMA

アクリルアミド共重合体結合グリセルプロピルシリル化シリカゲルミニカラム

CH

シクロヘキシルシリル化シリカゲルミニカラム

SAX

トリメチルアミノプロピルシリル化シリカゲルミニカラム

SCX

ベンゼンスルホニルブロピルシリル化シリカゲル

PRS

プロピルスルホニルシリル化シリカゲルミラカラム

NH2アミノプロピルシリル化シリカゲルミニカラム

CBA

カルポキシメチルシリル化シリカゲルミニカラム

DEA

ジエチルアミノプロピルシリル化シリカゲルミニカラム

LH−20

ヒドロキシブロピル化デキストラン

ENVI−CARB

グラファノトカーボンミニカラム

Chem Elut. Exrelut

多孔性ケイソウ土カラム―１６１―

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Figure 4. Elution Pattern of pesticides from C１８ mini column (Bond Elut C１８ 1 g/6 mL). Authority is Reference 6.

Figure 5. Elution model of on−column liquid−liquid extraction using a macroporous diatomaceous earth (MDE) column. The circle (●) and triangle (△) marks in this figure express general and extremely non−polar pesticides, respectively. Authority is Reference 8.

―１６２―

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Figure 6. Effect of acetonitrile in the application solution on the recovery of pesticides from the MDE column. Authority is Reference 8.

Figure 7. Elution Pattern of pesticides from silica gel mini column (Sep−Pak silica gel cartridge). Authority is Reference 6.

が向上するという報告がある。超非極性物質（合成ピレスロ

薬を水に溶解し、カラムに負荷した後、アセトニトリル濃度イド等）についても同様な現象が認められるが、試料溶媒にを２０〜１００％まで段階的に変化させた時の溶出率を示したも極性溶媒（アセトン、アセトニトリル等）を１０〜２０％添加すのである。横軸は農薬の logることで改善される[6]。その原理と検討結果を Figure５おは、典型的な逆相溶出パターンを示している[6]。

Pow を表している。溶出結果

よび６に示す[8]。
C１８ミニカラム（逆相用カートリッジ）は、展開溶媒の溶

２．
４．定量

媒濃度を段階的に変化させ、相互作用を制御することによ

農薬を定量するには、農薬標準品を用いて調製した標準溶り、細かな分離・分画が可能であり、液々分配の代替として液を測定機器に注入し、得られたクロマトグラムの強度も利用可能である。Figure７は GC で測定可能な約２００種の農（ピーク面積もしくはピーク高さ）と農薬の注入量（重量）―１６３―

CHROMATOGRAPHY, Vol.33 No.3 (2012)の検量線（回帰式）を作成する。これが絶対検量線法であがあるため、分析の目的や状況によって使い分ける必要があり、残留農薬分析では一般的な手法である。この他に内部標ると考える。選択型検出器付き GC については、著者が執筆

準物質を用いた内標準法や試料成分を含んだ標準添加（マトした実験技術講座「農薬残留分析編（第４回）」[9]を参考にリックス検量線）法などが使われている。いずれにしても、していただきたい。

基準となる検量線を作成する標準溶液に問題があってはならないので、その調製や保存には十分に注意を要する。
残留農薬分析に主に使用される測定機器は、GC、GC−MS（/MS）、HPLC、LC−MS（/MS）などがある。３０年ほど前には GC−ECD や FPD が使われていて、次に GC−FTD、NPD、そして GC−MS が加わり、GC が主流の時代があった。その後、HPLC の開発が進み、特にその付属品である HPLC カラムの発展で残留農薬分析でもその使用が増えた。それから、LC−MS が登場して、その使用頻度は大きく飛躍した。現在
では、分離系に質量分析を組み入れた LC−MS（/MS）や GC−MS（/MS）が主流となっている。新しい機器が開発されてきたと同時に、分析の目的が多成分分析に移行してきたとい
Figure 8. Analytical flow sheet for clotianidin in spinach sample

う事実も あ る。た だ し、LC−MS（/MS）や GC−MS（/MS）

by the HPLC method.の質量分析計以外の選択型検出器もその用途によっては需要

Figure 9. Representative HPLC chromatograms.
HPLC apparatus, 1260 Infinity (Agilent Technologies); column, L−column 2 ODS (5 µm, 4.6 I.D.,
250 mm, Chemicals Evaluation Research Institute); mobile phase, water/acetonitrile (80:20, v/v);
flow rate, 1.0 mL/min; column temp., 40°
C; wave length, 265 nm.

―１６４―

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同じ対象化合物を違う測定方法で分析した事例として、ほに心掛ける。抽出段階では、抽出効率を考慮した方法を採用

うれんそう試料中のクロチアニジンの分析例を示す。クロチする。基本的には公定法の抽出方法に従う。精製は、少ないアニジン（C６H８ClN５O２S、分子量：２４９．
６８）はネオニコチノイド系殺虫剤である。ここでは精製に重点をおいて HPLCで分析した例（アセトン抽出→多孔性ケイソウ土カラムおよびシリカゲルミニカラムで精製→HPLC で定量、Figure８）と操作を簡略化して LC−MS で分析した例（アセトン抽出→C１８ミニカラムで精製→LC−MS、Figure１０）を示す。それぞれの代表的なクロマトグラムは Figure９と Figure１１に示す。
検出感度や特異性は LC−MS の方が高く、結果として簡便な分析を実施することができている。分析の再現性、測定感度の安定性では HPLC の方が優れていた。
３．まとめ

Figure 10. Analytical flow sheet for clotianidin in spinach sample

試料調製においては、適切な前処理を迅速に実施するようby the LC−MS method.

Figure 11. Representative SIM chromatograms (LC−MS).
LC−MS apparatus, 1100 LC/MSD (Agilent Technologies); column, Atlantis dC18 (3 µm, 2.1 I.D.,
150 mm, Waters); mobile phase, methanol/2 mmol/L ammonium acetate (35:65, v/v); flow rate, 0.2mL/min; column temp., 40°
C; ionization mode, Electrospray ionization (ESI); MSD signal polarity,NEGA; Drying gas flow and temp., 12.0 L/min, 350°C; vaporizer pressure, 10 L/min; capillary voltage, 3000V; Fragmentor voltage, 100V; selected ion, m/z 248.0 ([M−H]−).

―１６５―

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ステップで精製効果の高いものを採用する。ミニカラムを使[3] 食品に残留する農薬，飼料添加物又は動物医薬品の成用する場合には、負荷量に注意する。定量においては、検出分である物質の試験法：厚生労働省医薬食品局食品安限界、定量限界に基づいた結果の取りまとめを行う。クロマ

全 部 長 通 知，食 安 発 第１１２９００１号（平 成１７年１月２４日

トグラムの確認を怠らない。最後に、記録は正確に残し、記付），第１１２９００２号（平成１７年１１月２９日付）．
[4] 坂

録や報告書は第三者がみても理解できるように作成すること真智子；飯島和昭；狛

由紀子；藤田眞弘；小田中芳次；加藤保博． 日本農薬学会誌が重要であり、望ましい。

2006, 31(4) , 431−

434.

分析法バリデーションや精度管理については、今回は解説[5] 坂していない。分析を実施する上で重要な事項であるので、実際に残留農薬分析を実施する上では留意していただきたい。

真智子；狛

由紀子；佐藤分析研究会要旨集

清．第３３回農薬残留2010, 127−136.

[6] 農薬残留分析研究班；中央法規出版：最新
引用文献

留分析法

[1] 食品衛生法第十一条第三項，厚生労働省告示第４９７号，[8] 飯島和昭；坂厚生労働省告示第４９８号（平成１７年１１月２９日公布）．
[2] 農薬残留分析研究班；中央法規出版：最新
留分析法

改訂版，基礎編・資料編

改訂版，基礎編・資料編[7] 上野英二． 日本農薬学会誌

2006, 24.

[9] 坂―１
６６―

2006, 36−47.

2010, 35(1) , 74−78.

真智子；小田中芳次；加藤保弘；高田誠；細見正明． 日本農薬学会誌

農薬の残

農薬の残真智子． 日本農薬学会誌

2006, 31(2) , 190−202.
2010, 35(4) , 580−586.