氣相色譜—質(zhì)譜法同時(shí)定量檢測香精中3種禁用物質(zhì)

陸 智

(無限極﹝中國﹞有限公司，廣東 廣州 510665)

香精是由多種香原料、溶劑或載體以及其他輔料調(diào)配而成的芳香類混合物，通常直接用于調(diào)整食品、日用品、煙草等眾多產(chǎn)品的風(fēng)味。GB/T 22731—2017 中明確將香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮和芐氰列入香精禁用物質(zhì)名單。香葉腈(檸檬腈)具有新鮮檸檬香氣，適于配制花香型、果香型產(chǎn)品。但香葉腈可能導(dǎo)致遺傳性缺陷，其大鼠經(jīng)口的半數(shù)致死量(LD50)為4 150 mg/kg，兔子經(jīng)皮LD50為4 300 mg/kg，可造成皮膚刺激和嚴(yán)重眼刺激[1]。2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮是一種重要的有機(jī)合成中間體，比如合成白蘭酮香料[2]，2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮在香精的配制中有提調(diào)花香的作用。但2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮會造成輕微皮膚刺激，可能導(dǎo)致皮膚過敏反應(yīng)，大鼠經(jīng)口LD50為2 200 mg/kg[3]。芐氰可由甲苯經(jīng)氨氧化或由苯甲酸經(jīng)干餾而制得，可用作香料的中間體[4]。大鼠經(jīng)口LD50為270 mg/kg，經(jīng)皮LD50為2 mg/kg；小鼠經(jīng)皮LD50為45 500 μg/kg，經(jīng)腹腔LD50為10 mg/kg。迄今為止，有關(guān)香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮和芐氰檢測方法尚未見報(bào)道。

氣相色譜—質(zhì)譜法(GC-MS)在香精或加香產(chǎn)品中揮發(fā)性化合物的檢測中運(yùn)用比較廣泛[3-5]。曾莉等[6]建立肉制品中12種多環(huán)芳烴化合物的GC-MS同時(shí)測定方法，確定了方法的檢出限、定量限、標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍，該方法具有簡單、易操作、準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性好的特點(diǎn)。范文來等[7]建立了藥香型白酒中的痕量萜烯類化合物的定量分析方法，所有化合物的線性相關(guān)系數(shù)良好，R2≥0.992 1，檢測限為0.01～3.62 μg/L，定量限為0.03～12.05 μg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于15%，加標(biāo)回收率為81.01%～118.94%。

鑒于香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮和芐氰已被禁用，且未查閱到相關(guān)檢測方法的文獻(xiàn)報(bào)道。本研究擬采用GC-MS法定量分析香精中香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮和芐氰，并對所建立的方法進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證及應(yīng)用，論證此方法的可行性，為檢測方法標(biāo)準(zhǔn)的制定提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

氣相色譜—質(zhì)譜儀：Agilent 7890B-5977B型，配EI源，美國Agilent公司；

漩渦振蕩器：VORTEX-5型，海門市其林貝爾儀器制造有限公司；

分析天平：FA2014型，上海良平儀器儀表有限公司；

香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰：色譜純，美國Sigma公司；

甲醇、丙酮：色譜純，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；

薄荷香精：10個(gè)樣品，市售。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備

香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰標(biāo)準(zhǔn)儲備液：稱取香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰標(biāo)準(zhǔn)品1.000 g置于100 mL 容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，搖勻，配制成濃度為10 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于4 ℃避光保存。

1.3 樣品處理方法

將香精用甲醇稀釋100倍后供GC-MS分析。

1.4 GC-MS條件

1.4.1 氣相色譜分析 條件HP-Innowax極性色譜柱，60.00 m×0.25 mm×0.25 μm。采用高純度氦氣作為載氣，純度≥99.999%；流速0.8 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；進(jìn)樣體積0.2 μL；基于前期香精分析確定的升溫程序?yàn)椋?0 ℃保持6 min，以3 ℃/min升溫至100 ℃保持5 min，以5 ℃/min 升溫至230 ℃保持10 min。3種物質(zhì)色譜圖見圖1。

圖1 香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰氣相色譜圖

Figure 1 GC-MS chromatogram of geranyl nitrile, 2-pentyl-2-cyclopenten-1-one and benzyl cyanide

1.4.2 質(zhì)譜條件 電子轟擊離子源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；質(zhì)量掃描范圍50～550 amu；檢測方式全掃描和SIM碎片掃描。香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰的保留時(shí)間、質(zhì)譜離子碎片等信息見表1。

1.4.3 定性和定量分析 以標(biāo)準(zhǔn)樣品的保留時(shí)間和監(jiān)測離子定性，待測樣品中監(jiān)測離子的豐度比與標(biāo)準(zhǔn)品的相同離子豐度比相差不大于20%。

采用外標(biāo)法對香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰進(jìn)行定量分析。待測液中香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰的響應(yīng)值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍內(nèi)，超過線性范圍則應(yīng)稀釋后再進(jìn)樣分析。

表1 香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰質(zhì)譜分析參數(shù)

Table 1 Parameters of GC-MS analysis method for geranyl nitrile, 2-pentyl-2-cyclopenten-1-one and benzyl cyanide

化合物保留時(shí)間/min特征碎片離子及豐度比(m/z)香葉腈45.23369(100)、134(30)、148(12)2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮46.47196(100)、123(43)、152(38)芐氰51.056117(100)、90(42)、77(12)

1.5 建立香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰的GC-MS分析方法

1.5.1 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 配制了0.000 5，0.001 0，0.005 0，0.010 0，0.050 0，0.100 0 mg/mL 梯度溶液，供GC-MS分析。以標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo)x，以相應(yīng)的定量離子碎片提取峰面積為縱坐標(biāo)y，擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線得線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)。

1.5.2 確定檢出限和定量限 取稀釋100倍后的香精樣品，加入不同體積的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成含目標(biāo)化合物濃度分別為0.000 1，0.000 5，0.001 0 μg/mL的樣品，振蕩，混勻，供GC-MS分析，以信噪比(S/N)≥3時(shí)的濃度作為方法檢出限，以檢出限的3倍作為方法的定量限。

1.5.3 確定回收率和精密度 以稀釋100倍的香精為樣品基質(zhì)，加入混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成含標(biāo)準(zhǔn)品濃度為1，2 μg/mL的加標(biāo)樣品，同時(shí)用甲醇配制濃度分別為1，2 μg/mL的樣品作為空白參考；經(jīng)GC-MS分析，以加標(biāo)樣品中各化合物定量離子碎片提取峰面積與空白參考樣品中各化合物定量離子碎片提取峰面積之比計(jì)算方法回收率。

精密度的測定，將不同加標(biāo)濃度的樣品各配制6個(gè)，供GC-MS分析，以計(jì)算方法精密度。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性范圍、檢出限、定量限

本研究采用外標(biāo)法對香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰3種禁用物質(zhì)進(jìn)行定性定量分析。

由表2可知，3種物質(zhì)加入稀釋100倍后的香精中經(jīng)過檢測分析，在濃度為0.000 5～0.100 0 mg/mL時(shí)線性擬合良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.990 0。建立的外標(biāo)法方法可用于香精中香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰的定性定量分析。該方法的檢出限為0.005 μg/mL，定量限為0.015 μg/mL，滿足痕量物質(zhì)的定量分析要求。

2.2 回收率、精密度

由表3可知，添加量為1 μg/mL時(shí)，回收率為90%～116%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.2%～5.4%；添加量為2 μg/mL時(shí)，回收率為96%～107%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.7%～4.9%。2個(gè)加標(biāo)濃度水平，3種物質(zhì)的方法回收率和精密度較好，說明方法重現(xiàn)性好，比較穩(wěn)定，可用于香精中香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰的定性定量分析。

表2 3種禁用物質(zhì)氣相色譜—質(zhì)譜檢測方法的線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、檢出限以及定量限

表3 氣相色譜—質(zhì)譜檢測方法的回收率與精密度

Table 3 Recovery and precision for the GC-MS analysis method (n=6)

%

2.3 檢測方法的應(yīng)用

將建立的GC-MS方法應(yīng)用到薄荷香精樣品中香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰3種禁用物質(zhì)的分析檢測，結(jié)果顯示：不同來源、不同批次的10個(gè)薄荷香精樣品中均未檢測到這3種禁用物質(zhì)。

3 結(jié)論

本研究建立了同時(shí)檢測香精中香葉腈、2-戊基-2-環(huán)戊烯-1-酮、芐氰的氣相色譜—質(zhì)譜方法，具有簡便快速、靈敏度高等特點(diǎn)，并且檢測低限、回收率和精密度均滿足國內(nèi)外對香精中禁用物質(zhì)檢測的相關(guān)要求，適用于香精中禁用物質(zhì)的監(jiān)測。