固相萃取-气相色谱质谱法测定食糖中丙烯酰胺_李海霞.pdf

食品工业 2023 年第44卷第 2 期 311 分析检测固相萃取-气相色谱质谱法测定食糖中丙烯酰胺李海霞，陈克云，李霞，梁秀清，陈倩倩，刘艳明*山东省食品药品检验研究院，国家市场监管重点实验室（肉及肉制品监管技术），山东省特殊医学用途配方食品质量控制工程技术研究中心，山东省食品药品安全检测工程技术研究中心（济南 250101）摘要建立快速测定食糖中丙烯酰胺含量的分析方法。食糖样品经水溶解提取,Cleanert ACA固相萃取小柱净化后,采用气相色谱质谱法(GC-MS)检测,内标法定量。结果表明,丙烯酰胺在101 000 g/L范围内线性关系良好,相关系数大于0.999,方法检出限为10 g/kg,定量限为20 g/kg。白糖样品在20,200和1 000 g/kg 3个质量分数水平下的加标回收率为90.42%106.70%;红糖样品在200,400和1 000 g/kg 3个质量分数水平下的加标回收率为97.00%113.93%,相对标准偏差为3.25%5.13%。该方法简化了样品前处理过程,具有样品处理操作简单、分析周期短、净化效果好等优点,可以满足食糖中丙烯酰胺的测定。关键词食糖;丙烯酰胺;固相萃取;Cleanert ACA;气相色谱-质谱法Determination of Acrylamide in Sugar by Soild Phase Extraction Coupled with Gas Chromatography-Mass SpectrometryLI Haixia,CHEN Keyun,LI Xia,LIANG Xiuqing,CHEN Qianqian,LIU Yanming*Shandong Institute for Food and Drug Control,Key Laboratory of Supervising Technology for Meat and Meat Products for State Market Regulation,Shandong Research Center of Engineering and Technology for Quality Control of Food for Special Medical Purposes,Shandong Research Center of Engineering and Technology for Safety Inspection of Food and Drug(Jinan 250101)Abstract A rapid determination method for the acrylamide in sugar was established.Acrylamide was extracted from samples with water and the extract was cleaned up by Cleanert ACA column.The target compounds were detected by GC-MS and quantified by an internal standard method.The results showed that the calibration curves for acrylamide in sugar showed good linearity and with a correlation of 0.999.The limit of detection(SLOD)was 10 g/kg,and the limit of quantitative(SLOQ)was 30 g/kg.The recoveries of white sugar at 20,200 and 1 000 g/kg were 90.42%-106.70%.The recoveries of brown sugar at the levels of 200,400 and 1 000 g/kg were 97.00%to 113.93%with relative standard deviations(SRSD)of 3.25%-5.13%(n=6).The method simplified the sample pretreatment process,and had several advantages(simple sample processing,short analysis cycle and good purification effect).Therefore,the method could meet the requirements for determining the acrylamide in sugar.Keywords sugar;acrylamine;soild phase extraction;Cleanert ACA;gas chromatography-mass spectrometry糖作为生活必需品和期货战略商品，在国家经济发展中扮演不可或缺角色1。但2015年台湾康健杂志抽检的19包市售黑糖全部检出致癌物质丙烯酰胺2，引起社会的普遍关注。丙烯酰胺可导致细胞遗传物质中草药,2018,49(4):987-992.3 宋彤彤.花椒和竹叶椒的化学成分研究D.兰州:兰州理工大学,2018.4 李玄.花椒果皮黄酮多酚类物质提取及抗氧化抑菌活性研究D.咸阳:西北农林科技大学,2018.5 ALAM F,SAQIB Q,ASHRAF M.Phenolic contents,elemental analysis,antioxidant and lipoxygenase inhibitory activities of Zanthoxylum armatum DC fruit,leaves and bark extractsJ.Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences,2019,32(4):1703-1708.6 陈明曦,李艳梅,孙婷,等.液相色谱-质谱联用技术在中药质量研究中的应用J.中国药剂学杂志,2021,19(1):12-17.7 易涛,赵钟祥,刘孟渊.基于HPLC-Q-TOF-MS技术的玉米须总黄酮化学成分分析J.中国药师,2019,22(10):1776-1780.8 石雪萍,吴亮亮,张卫明.高速逆流色谱法分离花椒中的黄酮化合物J.食品科学,2013,34(12):6-10.9 倪力军,诸葛敏,高丽丽,等.HPLC-MS/MS法分析中华常春藤与洋常春藤化学成分J.中成药,2021,43(4):1094-1099.10 夏玮,潘晨,张文清,等.腊梅花中黄酮类化合物的UHPLC/QTOF-MS分析J.中成药,2014,36(11):2345-2349.11 李荣,杨立琛,姜子涛.利用LC-ESI-MS/MS鉴定花椒中的多酚类化合物C/中国化学会第十七届全国有机分析与生物分析学术研讨会论文集.南京:中国化学会,2013:19-20.食品工业 2023 年第44卷第 2 期 312 分析检测DNA的损伤，高剂量的暴露会影响人和动物的神经和生殖系统3-4。食糖中丙烯酰胺主要来自两方面：一是甘蔗汁反复高温熬煮下天门冬酰胺和单醣（葡萄糖、果糖）产生美拉德反应生成丙烯酰胺，二是食糖生产过程使用聚丙烯酰胺作絮凝剂的残留和降解5-8。食糖中丙烯酰胺分析方法较少，主要集中在高效液相色谱法9-10、高效液相色谱-串联质谱法11-12和气相色谱-串联质谱法12。高效液相色谱法检测器选择性差；高效液相色谱-串联质谱仪价格昂贵，检测费用高；气相色谱质谱联用技术多采用溴代衍生，存在操作繁琐、检验周期长，衍生试剂毒性大等问题13-14。调查大批量食品样品时，快速并准确地分析食品中丙烯酰胺变得越来越重要。试验以食糖为对象，将Cleanert ACA固相萃取小柱应用到食糖基质，不经衍生直接进气相色谱质谱仪检测，内标法定量，为企业质量控制和政府风险监测提供有力技术支撑。1材料与方法1.1仪器与试剂气相色谱-质谱联用仪（8890/5977B，安捷伦科技公司）；电子分析天平（SQP，北京赛多利斯）；超纯水机（IQ7000，Mili-Q）；涡旋混合器（MS3，IKA公司）；超声清洗机（KQ-800DE，昆山市超声仪器有限公司）。丙烯酰胺标准品（中国计量院）；13C3-丙烯酰胺标准品（曼哈格）；甲醇（色谱纯，美国Fisher公司）；乙腈（色谱纯，美国Fisher公司）；丙酮（色谱纯，美国Fisher公司）；Cleanert ACA（6 mL、200 mg）固相萃取小柱（Agela公司）；Oasis HLB（6 mL、500 mg）固相萃取小柱（Waters公司）；食用糖（黑糖和白糖，市售）。1.2标准溶液的配制13C3-丙烯酰胺内标溶液（10 mg/L）：准确移取100 L 13C3-丙烯酰胺标准品（1 000 mg/L）于10 mL容量瓶中，用乙腈定容至刻度，置于-20 冰箱保存。丙烯酰胺标准储备溶液（1 000 mg/L）：准确称取丙烯酰胺标准品，用乙腈溶解并定容，使丙烯酰胺质量浓度1 000 mg/L，置-20 冰箱中保存。用乙腈稀释配成10 mg/L的标准工作溶液，在04 冰箱中避光保存，临用时配制。1.3样品前处理1.3.1样品制备称取1 g（精确至0.001 g）食糖试样于15 mL离心管中，加入50 L 10 mg/L 13C3-丙烯酰胺内标溶液，用2 mL超纯水溶解，涡旋混匀，超声2 min使其充分溶解，待净化。1.3.2净化固相萃取小柱（Cleanert ACA）预先用5 mL甲醇和5 mL超纯水活化，将2 mL样品提取液（靠重力流）通过已活化好的固相萃取小柱，上样结束后用5 mL超纯水淋洗，真空泵抽干1 min，用2 mL乙腈洗脱，供气相色谱-质谱仪分析。1.4仪器检测条件1.4.1气相色谱条件色谱柱DB-WAX MS毛细管柱（30 m0.25 mm 0.25 m）；进样口温度200；进样模式为不分流；载气为氦气，流速1 mL/min；程序温度：65 保持1 min，15/min升温至240 保持10 min。1.4.2质谱条件离子化模式为电子轰击离子源，EI 70 eV；采集模式SIM。离子源温度230；四极杆温度150；传输线温度260；溶剂延迟5 min。丙烯酰胺特征离子碎片71，55，44和43，13C3-丙烯酰胺特征离子碎片71，56，43和72。1.5基质效应评价方式采用基质匹配标准曲线的斜率与溶剂标准曲线的斜率的比值，定量评价丙烯酰胺的基质效应。ME=（基质匹配标准曲线的斜率/溶剂标准曲线的斜率-1）100%（1）式中：ME为0表示无基质效应，绝对值越大表明基质效应越强，在-15%15%之间，表示基质效应影响不明显。2结果与讨论2.1前处理条件的优化2.1.1提取溶剂的选择样品的提取是复杂基质检测的重要步骤，提取溶剂的选择对提取效率有着重要的影响。丙烯酰胺为极性化合物，极易溶于水（在30 时为2 155 g/L），食糖在水中溶解度极大，20 的水中溶解度是110 g，以水作为提取剂可最大限度将食糖中丙烯酰胺提取完全，且水作为提取剂成本低、无污染，因此最终选取水作为提取溶剂。2.1.2净化方式的选择食糖样品经水提取后，蔗糖、色素等水溶性成分或杂质也溶解于提取溶剂中，对痕量丙烯酰胺的检测产生干扰，因此样品检测前的净化处理十分必要。近年来，固相萃取技术因其简便、快速、环保等优势在丙烯酰胺检测中应用广泛，被迅速地推广。该方法简单、稳定、准确、可重复性好，集富集、净化、浓缩于一体，在气相色谱检测技术中应用广泛。丙烯酰胺常用的净化柱有Oasis HLB和Cleanert AcA。Oasis HLB小柱的吸附剂是由亲脂性二乙烯苯和亲水性N-乙烯基吡咯烷酮两种单体按一定比例聚合成的大孔共聚物，其保留机理为