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同位素内标-气相色谱-质谱法同时测定婴幼儿配方粉中3-氯丙醇酯和缩水甘油酯的含量

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-26
核心提示:脂肪酸氯丙醇酯(简称氯丙醇酯)污染是近年来国际上的食品安全研究热点。
   脂肪酸氯丙醇酯(简称氯丙醇酯)污染是近年来国际上的食品安全研究热点。缩水甘油酯(GEs)是缩水甘油和游离脂肪酸的酯化产物,同时也是一种新型的油脂危害物。对比2 种物质的直接检测法和间接检测法,直接检测法的测定时间短,但所需的标准品多,价格昂贵,而间接检测法所需的标准品少,测定的灵敏度高,多用于常规测定。婴幼儿配方粉是非母乳喂养婴儿的主要营养素摄入来源,3-MCPDE与GEs是婴幼儿食品中潜在的危害物质,建立婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs的检测方法对于开展风险评估及标准制定具有重要意义。
 
  目前有关食品中3-MCPDE和GEs同时测定的间接检测方法较少,被检测的样品也以食用油为主,关于婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs同时测定的检测方法以及这2 种物质的污染源解析和健康风险研究几乎处于空白阶段,天津科技大学食品科学与工程学院的王亚、吕晓玲*和中国食品发酵工业研究院的高红波、仇凯*等人以婴幼儿配方粉为研究对象,建立一种同时测定3-MCPDE和GEs含量的间接检测法,样品经提取、转化、碱性水解、苯硼酸衍生化4 步前处理,最终经GC-MS联用仪测定,并采用该方法对我国市售部分婴幼儿配方奶粉进行检测。本研究拟为婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs检测方法的完善和相关标准的制定提供参考,为婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs的污染源解析和健康风险研究提供新的解决办法。
 
  一、样品前处理的优化
 
  1.1 3 种衍生物的定性分析
 
  经苯硼酸衍生后3 种目标化合物的衍生物可以通过SH-Rxi-5 ms毛细管色谱柱实现分离,且目标化合物的保留时间、峰形均良好,可以达到很好的分离效果。在最优的色谱条件下,3 种目标化合物的总离子流色谱图如图1所示。3-MPD、3-MCPD衍生物的m/z 147和3-MCPD-D5衍生物的m/z 150灵敏度最高,因此选择m/z 147作为3-MPD、3-MCPD衍生物的定量离子,选择m/z 150作为3-MCPD-D5衍生物的定量离子,其他离子作为各目标化合物的定性离子。
 
  1.2 提取溶剂的选择
 
  本研究对比正己烷、MTBE、乙酸乙酯以及MTBE-乙酸乙酯的混合溶液(8∶2,V/V)的提取效果,结果显示,选用MTBE与乙酸乙酯的混合溶液作为提取剂最佳。因此采用MTBE和乙酸乙酯的混合溶液作为本实验的提取试剂。
 
  1.3 转化条件的优化
 
  为避免副反应的产生,本实验采用酸性醇解实现3-MCPDE和GEs的明显区分(图2),并通过转化产物实现准确定量。缩水甘油与硫酸-甲醇溶液的开环反应有高度的区域选择性,主要形成3-MPD,且反应具有良好的再现性。将转化产物3-MPD作为参比化合物,发现酸性醇解实现了3-MCPDE和GEs的明显区分。为提高转化率,本研究以10、20、30、40、50、60 min 6 个时间水平为变化因素,以目标化合物的响应值为评价指标进行单因素试验。10~30 min时,目标化合物峰面积增大,缩水甘油开环逐渐转化为3-MPD;30 min后,目标化合物峰面积减小,转化率降低,故采用30 min作为转化反应的时间。
 
  1.4 水解时间的确定
 
  以水解时间40、50、60、70、80 s和90 s进行水解反应优化实验条件,结果显示,40~60 s,目标化合物峰面积增大,酯类逐渐水解,且在水解过程中3-MPD单酯的水解速率与3-MCPD双酯的水解速率相比较快。60 s之后,目标化合物峰面积减小,3-MCPD在碱性条件下降解,且二者的降解速率趋于一致。酯类完全裂解且副反应最少的反应时间为60 s,故本实验采用60 s作为水解时间。
 
  二、线性方程和检出限结果
 
  分别以3-MCPD衍生物色谱峰面积与内标衍生物的色谱峰面积之比为纵坐标,3-MCPD质量浓度为横坐标,以3-MPD衍生物的色谱峰面积与内标衍生物的色谱峰面积之比为纵坐标,3-MPD质量浓度为横坐标,绘制标准曲线,得到目标化合物在0.050~0.80 mg/L质量浓度范围内的线性方程,以3 倍信噪比计算方法的检出限,以10 倍信噪比计算方法的定量限。经验证目标化合物在0.050~0.80 mg/L质量浓度范围内线性关系良好,R2均大于0.998,检出限和定量限分别为30 μg/kg和100 μg/kg。
 
  三、回收率和精密度测定结果
 
  在最优实验条件下,选取样品分别加入200.0、400.0 μg/kg和800.0 μg/kg 3 个添加量的3-MCPDE和GEs混合标准工作液,每个添加水平平行测定6 次,计算平均回收率和相对标准偏差(RSD)。结果显示,当样品中目标化合物的加标水平在200.0~800.0 μg/kg时,平均回收率在81.4%~101.1%,RSD为4.42%~6.12%,表明方法的精密度良好,能够满足婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs的测定要求。
 
  四、市售样品分析评价
 
  本研究对30 份我国市售婴幼儿配方粉样品中3-MCPDE和GEs的含量进行测定,每份样品做2 个平行,取平均值,结果显示,30 份样品中,3-MCPDE和GEs的检出率为100%,而且从图5可以看出,II段、III段婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs的含量低于I段婴幼儿配方粉中目标化合物含量的均值与中值。
 
  结    论
 
  本研究利用同位素内标和GC-MS法建立婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs的同步检测方法,实验对提取溶剂的选择、酸性醇解的转化条件和酯类水解的时间进行了优化。方法学评价表明,3-MCPDE和GEs在0.050~0.80 mg/L范围内的线性关系良好,方法的检出限均达到30 μg/kg。样品基质加标回收率测定结果表明,该方法回收率高,精密度良好,能满足不同阶段婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs的定量检测要求。
 
  本实验通过对大量样品的测定可知:30 份婴幼儿配方粉样品中3-MCPDE含量为50.0~207.8 μg/kg,平均值为98.0 μg/kg,GEs含量为50.0~480.0 μg/kg,平均值为208.1 μg/kg。本研究为完善其他食品中3-MCPDE和GEs的同步检测方法提供参考,为婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs检测方法的完善和相关标准的制定提供指导,为婴幼儿配方粉中3-MCPDE和GEs的污染源解析和健康风险研究提供了新的解决办法。
 
 
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