GC-MS測定富含油脂類食品中氯丙醇的方法研究

黃家?guī)X，楊國先*，趙應(yīng)梅，廖妍儼，張 倩

（貴州省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，貴州 貴陽 550004）

氯丙醇（chloropropanols，MCPDs）是在酸水解植物蛋白或海產(chǎn)品蛋白以及環(huán)氧氯丙烷樹脂過程中生成的毒性致癌物質(zhì)，比較常見的氯丙醇類物質(zhì)主要包括1-氯-2-丙醇（1-chloro-2-propanol，CPD），3-氯-1,2-丙二醇（3-chloro-1,2-propanediol，3-MCPD），1,3-二氯-2-丙醇（1,3-dichloro-2-propanol，1,3-DCP）三種。毒理學研究表明：3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）具有較強的致癌毒性，在體外具有遺傳毒性[1-2]。由于醬油、耗油以及味精等產(chǎn)品的生產(chǎn)過程常常會涉及酸水解蛋白工藝[3]，所以這些調(diào)味產(chǎn)品存在著被氯丙醇污染的巨大風險，其中受3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）污染的可能性最大[4]，也正是基于這樣的原因，本研究選擇3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）作為研究對象。自20世紀80年代人們發(fā)現(xiàn)氯丙醇的危害以來，食品安全監(jiān)管部門一直都將氯丙醇作為醬油、味精等調(diào)味品質(zhì)量安全監(jiān)管的重要指標[5]。隨著食品加工產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，油辣椒、腐乳、火鍋底料以及雞辣椒等熟食制品不斷出現(xiàn)，由于這些產(chǎn)品在加工制作工程中使用了大量的醬油、耗油以及味精等調(diào)料，針對這些加工食品中氯丙醇的監(jiān)控工作成為必然。由于油辣椒、腐乳、火鍋底料等產(chǎn)品基質(zhì)復(fù)雜，特別是大量油脂的存在，給檢測工作帶來了相當大的困難[6]。在氯丙醇檢測方法研究進展中，國內(nèi)外關(guān)于前處理以及檢測器的選擇方法方面都有不少的報道，對于氯丙醇的提取主要有液液萃取和固相萃取兩種方式，檢測器的選擇也隨著研究的不斷深入大致包括電子俘獲檢測器（electron capture detector，ECD）、火焰離子化檢測器（flame ionization detector，F(xiàn)ID）和質(zhì)譜等3種手段[7-9]，前兩種方法雖然成本較低，操作也相對簡單一些，但其檢測靈敏度較質(zhì)譜法要差。另外，由于氯丙醇類化合物在氣相色譜條件下不穩(wěn)定，特征離子少，峰形較差，靈敏度低，以至于衍生化處理成為了研究的熱點[10-12]，目前衍生試劑主要為三氟乙酸酐（trifluoroacetic anhydride，TFAA）和七氟丁酰咪唑（heptafluorobutylimmidazole，HFBI）兩種。國標GB/T 5009.191—2006《食品中氯丙醇含量的測定》便是采用乙醚萃取，七氟丁酰咪唑（HFBI）衍生處理，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測，但其主要側(cè)重于對醬油等調(diào)味品的檢測。由于油辣椒、腐乳、火鍋底料等產(chǎn)品基質(zhì)復(fù)雜，特別是大量油脂的存在，給檢測工作帶來了相當大的困難[13-14]。本研究參考了馬金波等[15-16]所報道的方法，采用同位素內(nèi)標法，樣品經(jīng)過固相萃?。╯olid phase extraction，SPE）柱凈化，衍生后用選擇離子監(jiān)測的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）測定3-氯-1,2-丙二醇含量。重點從樣品中氯丙醇的提取及凈化固相萃取柱的選擇等前處理方法著手對現(xiàn)有標準進行必要的補充，通過加標回收以及實驗室間相互驗證，力求獲得一個不僅準確、可靠、穩(wěn)定，同時具有廣譜適應(yīng)范圍的氯丙醇含量的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

油辣椒、火鍋底料、豆腐乳、雞辣椒：貴陽市場。無水硫酸鈉（分析純）、氯化鈉（分析純）：成都金山化學試劑有限公司；正己烷（分析純）、乙酸乙酯（分析純）：廣州化學試劑廠生產(chǎn)；甲醇（分析純）：廣州光華科技股份有限公司生產(chǎn)。3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）標準品（純度≥98%）：中國計量科學研究院；內(nèi)標d5-3-氯-1,2-丙二醇（d5-3-MCPD）標準品（純度≥98%）：美國多倫多研究化學品有限公司；七氟丁?；溥颍兌取?7%）：北京百靈威科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

QP2010Ultra氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本島津公司；19091S-433UI-HP-5MS毛細管色譜柱：美國安捷倫公司；GX-274型固相萃取儀：美國Gilson公司；StrataTM-X-CW固相萃取小柱（33 μm，60 mg/3 mL）：廣州菲羅門科學儀器有限公司；Tufbovap.Lv型氮吹儀：瑞典Biotage公司；101A-1E電熱鼓風干燥箱：上海實驗儀器廠有限公司；MultiR ea型振蕩器：德國Heielolph公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 標準溶液的配制及標準曲線的繪制

3-氯-1,2-丙二醇標準溶液的配制：準確稱取3-氯-1,2-丙二醇標準品1.0 mg，用乙酸乙酯定容至10.0 mL，得質(zhì)量濃度為100 mg/L標準使用液。

內(nèi)標d5-3-氯-1,2-丙二醇溶液的配制：取d5-3-氯-1,2-丙二醇標準品10 mg，用乙酸乙酯定容10 mL，得質(zhì)量濃度為1 mg/mL儲備液；準確吸取儲備液0.1 mL，用乙酸乙酯定容10 mL，得質(zhì)量濃度為10 mg/L內(nèi)標使用液。

標準溶液曲線的繪制：以100 mg/L標準使用液作為母液，用正己烷稀釋成質(zhì)量濃度為5 μg/L、10 μg/L、50 μg/L、100 μg/L、500 μg/L的系列標準液。此系列溶液經(jīng)過N-七氟丁?；溥颍∟-heptafluorobutyrylimidazole，HFBI）衍生后，用氣-質(zhì)聯(lián)用儀進樣分析。

1.3.2 樣品前處理

固相萃取小柱活化：取固相萃取小柱固定于固相萃取支架上，分別以3 mL甲醇和3 mL水緩慢通過固相萃取小柱，待水面凹處剛好與固相萃取小柱填料面相切時關(guān)閉開關(guān)，等待上樣。

稱取樣品10.0 g，加入5.0 mL飽和氯化鈉溶液，超聲20 min后靜置分層，取0.5 mL水相層溶液注入到活化的固相萃取小柱，再加入0.05 mL 10 mg/L內(nèi)標使用液后過柱，用10 mL洗脫液（己烷∶乙酸乙酯=6∶4，V/V）洗脫，收集洗脫液，再過無水硫酸鈉小柱脫水，45 ℃恒溫氮吹近干，用正己烷定容至1 mL，加入0.05 mL HFBI衍生劑后迅速蓋緊蓋子，于恒溫干燥箱中70 ℃衍生20 min，靜置冷卻至室溫后正己烷定容至1 mL，加3 mL飽和氯化鈉溶液，劇烈振蕩3 min后靜置分層，取有機相過無水硫酸鈉小柱后上氣-質(zhì)聯(lián)用儀測定。

1.3.3 氣相色譜-質(zhì)譜條件

色譜條件：色譜柱為HP-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度：230.0 ℃；升溫程序：起始溫度50 ℃保持1 min，然后以2 ℃/min升溫到90 ℃，再以40 ℃/min升溫到250 ℃后保持1 min；載氣為氦氣，流速為0.8 mL/min；不分流；進樣量為1 μL。

質(zhì)譜條件：離子源為電子電離（electronic ionization，EI）源；離子源溫度250 ℃；接口溫度250 ℃；電子能量70 eV；溶劑延遲6 min，選擇離子掃描（selective ion monitoring，SIM），d5-3-MCPD的特征離子為257、294、296和456，定量離子是257；3-MCPD的特征離子為253、275、289和453，定量離子是253。

1.3.4 定性定量分析方法

定性分析：把處理好的樣品進行質(zhì)譜全掃描，將掃描結(jié)果進行普庫檢索比較，進而確定出樣品中是否含有目標物。

定量分析：將標準物質(zhì)3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）和內(nèi)標物d5-3-氯-1,2-丙二醇進行質(zhì)譜全掃，進行普庫檢索比較，選擇257為3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）的定量離子，294、296、456為定性離子，253為d5-3-氯-1,2-丙二醇定量離子，275、289和453為定性離子，同時結(jié)合標準物質(zhì)保留時間，建立選擇離子掃描（SIM）方法，配制5個濃度梯度的標準物質(zhì)進行SIM掃描，并建成校正曲線，從而對經(jīng)SIM掃描的樣品結(jié)果進行定量分析。3-氯-1,2-丙二醇含量計算公式如下：

式中：x為試樣中3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）的含量，mg/kg；m為試樣的取樣量，g；v為試樣進樣體積，mL；d為試樣稀釋倍數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 3-氯-1,2-丙二醇標準曲線

采用GC-MS法測定不同質(zhì)量濃度3-氯-1,2-丙二醇標準溶液的峰面積，以3-氯-1,2-丙二醇質(zhì)量濃度（X）為橫坐標，峰面積（Y）為縱坐標，繪制3-氯-1,2-丙二醇標準曲線，結(jié)果見圖1。

圖1 3-氯-1,2-丙二醇標準曲線Fig.1 Standard curve of 3-MCPD

由圖1可知，3-氯-1,2-丙二醇標準曲線的回歸方程為：Y=6.471 2x+0.112 6，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 5，說明3-氯-1,2-丙二醇標準液質(zhì)量濃度在10～500 μg/L范圍內(nèi)與其峰面積呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，滿足分析要求。以信噪比S/N=3確定本方法檢出限（detection limit，LOD）為4.7 μg/kg，靈敏度較李擁軍等[7]報道的10 μg/kg高近2倍。以信噪比S/N=10確定出本方法的定量限（limit of quantitation，LOQ）為10.2 μg/kg。

2.2 加標回收率試驗

在不含3-MCPD的油辣椒空白樣品中添加3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）標準溶液，使樣品中加標量分別為10 μg/kg、100 μg/kg、500 μg/kg，按相同的方法測定其峰面積，計算回收率，結(jié)果見表1。

表1 3-MCPD的加標回收率試驗結(jié)果Table 1 Results of adding standard recovery of 3-MCPD

由表1可知，3種質(zhì)量濃度的平均回收率在86.2%～108.5%；相對標準偏差（relative standard deviation，RSD）在3.7%～4.5%，均＜10%，表明該檢測方法準確度高。

2.3 精密度試驗

在不含3-MCPD的油辣椒空白樣品中加入100 μg/kg的3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）標準溶液，相同的檢測條件及前處理方法重復(fù)測定6次，計算檢測結(jié)果的相對標準偏差，結(jié)果見表2。

由表2可知，實驗測得結(jié)果的相對標準偏差（RSD）為4.26%＜10%，由此表明該方法具有良好的精密度。

表2 3-MCPD精密度試驗結(jié)果Table 2 Results of precision tests of 3-MCPD

2.4 不同實驗室回收率比較

以油辣椒作為檢測樣品，選擇貴州省進出口檢驗檢疫局、貴州師范大學分析測試中心、貴州理化測試中心和貴州省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院4個實驗室對相同的樣品進行加標測定回收率實驗（加標量為100 μg/kg），結(jié)果見表3。

表3 不同實驗室測定3-氯-1,2-丙二醇的回收率試驗結(jié)果Table 3 Results of recovery tests of 3-MCPD determination by different laboratory

由表3可知，不同的實驗室按照相同的檢測方法通過對油辣椒樣品進行加標檢測，重復(fù)測定3次，得到回收率在85.21%～98.39%，各實驗室測定回收率RSD為4.60%＜10%，表明該方法在不同的實驗室間具有良好的穩(wěn)定性。

2.5 不同樣品測定結(jié)果比較

分別測定油辣椒、豆腐乳、火鍋底料、雞辣椒4種不同基質(zhì)的富含油脂樣品中的3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD），結(jié)果如表4所示。

表4 不同樣品中3-氯-1,2-丙二醇含量檢測結(jié)果Table 4 Determination results of 3-MCPD contents in different samples μg/kg

由表4可知，豆腐乳、油辣椒、火鍋底料、雞辣椒等4種樣品中檢出率占到50%，其中豆腐乳和火鍋底料雖然為陽性結(jié)果，但是其含量均比較低；盡管如此，也不能放松3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）對食品污染的風險檢測。

3 結(jié)論

通過反復(fù)的試驗研究和不同實驗室間比對驗證得到了富含油脂的食品中3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）的檢測方法，該方法回收率在85.21%～108.5%，最低檢測限為4.7 μg/kg，精密度試驗相對標準偏差（RSD）為4.26%。該方法不僅準確、靈敏、穩(wěn)定，能夠滿足油脂類食品中氯丙醇含量的檢測要求。

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