固相萃取与气相色谱-质谱法...品中氯丙醇酯的方法验证研究_盛蕖.pdf

生物技术进展生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 1 期 22 29Current Biotechnology ISSN 2095-2341食品安全检测专题食品安全检测专题Special Forum on Food Safety Detection固相萃取与气相色谱质谱法联用测定食用植物油和含脂肪食品中氯丙醇酯的方法验证研究盛蕖，张涵，万悦，占艳，焦玲玲，卫杨帆，王超，程胜*黄石市疾病预防控制中心，湖北 黄石 435000摘要：氯丙醇酯是国际上广泛关注的食品加工过程污染物，其水解产物氯丙醇对人体（特别是婴幼儿）危害风险较大。采用固相萃取与气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）联用技术，对食用植物油和含脂食品中的氯丙醇酯3-氯-1,2-丙二醇脂肪酸酯（简称3-MCPD酯）和2-氯-1,3-丙二醇脂肪酸酯（简称2-MCPD酯）进行检测。该方法准确度高（3-MCPD酯和2-MCPD酯的平均回收率分别为98.9%和96.5%)、灵敏度高(3-MCPD酯和2-MCPD酯的检出限分别为0.042 mg kg-1和0.058 mg kg-1)、重现性好(相对标准偏差均低于5%)。76批次监测样品中，3-MCPD酯和2-MCPD酯的含量分别为0.0424.865 mg kg-1(平均值为0.773 mg kg-1)和0.0582.592 mg kg-1(平均值为0.469 mg kg-1)。经机构间的协同验证和英国FAPAS样的能力验证，2种氯丙醇酯在0.2003.000 mg kg-1范围内线性良好，为进一步研究奠定了基础，同时也为食品加工企业严格控制生产过程建立了一种可行的检测方法。关键词：氯丙醇酯；食用植物油；含脂肪食品；气相色谱-质谱法DOI：10.19586/j.20952341.2022.0077 中图分类号：TS207 文献标志码：AMethod Validation Research for the Determination of Chloropropanol Esters in Edible Vegetable Oil and Fatty Food by Solidphase Extraction and Gas Chromatographymass SpectrometrySHENG Qu，ZHANG Han，WAN Yue，ZHAN Yan，JIAO Lingling，WEI Yangfan，WANG Chao，CHENG Sheng*Huangshi Center for Disease Control and Prevention，Hubei Huangshi 435000，ChinaAbstract：The chloropropanol esters were internationally concerned as pollutants in food processing，its hydrolysates（chloropropanols）has a great risk of harm to human body（especially infants）.Therefore，the solid-phase extraction and gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）was used to determining 3-monochloropropane-1，2-diol ester（3-MCPD ester）and 2-monochloropropane-1，3-diol ester（2-MCPD ester）in edible vegetable oil and fatty food.The method had good accuracy（the average recoveries of 3-MCPD ester and 2-MCPD ester were 98.9%and 96.5%，respectively）and sensitivity（the detection limits for 3-MCPD ester and 2-MCPD ester were 0.042 and 0.058 mg kg-1，respectively）.Repeatability and reproducibility were satisfactory（the relative standard deviation was below 5%）for all analytes.The concentration of 3-MCPD ester and 2-MCPD ester in 76 batches of monitored samples were in the range of 0.0424.865 mg kg-1（the average was 0.773 mg kg-1）and 0.0582.592 mg kg-1（the average was 0.469 mg kg-1）respectively.Verified by institutions co-verification and proficiency testing of Food Analysis Performance Assessment Scheme（FAPAS）samples，the two chloropropanol esters showed good linearity in the range of 0.2003.000 mg kg-1.The results layed a foundation for further research and established a feasible detection method for food processing enterprises to control the manufacturing process strictly.Key words：chloropropanol esters；edible vegetable oil；fatty food；GC-MS收稿日期：20220515；接受日期：20220712联系方式：盛蕖 E-mail:shengquHSCDC；*通信作者 程胜 E-mail:CHSH盛蕖，等：固相萃取与气相色谱-质谱法联用测定食用植物油和含脂肪食品中氯丙醇酯的方法验证研究氯丙醇及其酯化物是国际公认的食品加工过程污染物，最早于1978年在用于生产酱油的酸水解植物蛋白中被发现1。后续研究发现，脂肪含量高的食品在热加工过程中酰基甘油与氯离子发生反应生成氯丙醇及其酯化物2。此外，氯丙醇作为一种卤代醇，也是树脂、聚合物、农药和药物生产过程中的试剂和原材料3。氯丙醇不稳定，在食品中主要以酯的形式存在4。氯丙醇的种类很多，包括 2-氯-1，3-丙二醇（2-MCPD）、3-氯-1，2-丙二醇（3-MCPD）、1，3-二氯-2-丙醇（1，3-DCP）和2，3-二氯-2-丙醇（2，3-DCP），其中毒性最强的为3-MCPD。氯丙醇具有遗传毒性、诱变活性以及潜在的致癌性5-6，对人体健康构成较大危害。近年来，氯丙醇在热加工过程食物（食用油脂、儿童食品5，7-9、饮用水、食品接触材料10）中的发现引起了社会对食品安全的广泛关注。因此，根据已获得的毒理学研究数据，联合国粮食与农业组织（Food and Ariculture Organization of the United Nations，FAO）、世界卫生组织（World Health Organization，WHO）-食品添加剂专家委员会（Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives，JECFA）以及欧盟食品学术研究委员会规定，3-MCPD 每日可承受的最大摄入量为2 g kg-1 bw11。到目前为止，3-MCPD 酯主要在一些食用油脂和含油量大的食品（如油炸食品、婴幼儿配方食品）中被检测到12-15。由于氯丙醇酯普遍存在于人类的日常饮食中，给该领域的风险评估和再调查研究造成了比较大的困难2。在生物体内氯丙醇酯通过消化作用转化成氯丙醇的过程还处在推理阶段，并且上述过程的转化率在人体毒理学的研究中还没有相关数据16。因此，在对食品中氯丙醇进行风险评估时，我们假设氯丙醇酯在人体内能够100%转化成氯丙醇17。目前，分析检测食品中的氯丙醇酯通常采用气相色谱-质谱法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）4，18-20，通过测定氯丙醇酯的水解产物氯丙醇的含量，间接得到食品中氯丙醇酯的含量。在此之前，需要通过衍生技术来增强目标物质的反应活性，从而提高方法的灵敏度、分辨率和选择性21。直接测定氯丙醇酯的方法很难用于常规分析，因为在这个过程中需要购买大量的标准物质并且在样品基质复杂的情况下目标物质很难完全分离22。已报道的前处理方法主要有固相微萃取法（solid phase microextraction，SPME）23-24、磁性固相萃取法（magnetic solid phase extraction，MSPE）25、加压溶剂萃取法（pressurized liquid extraction，PLE）18、分散液-液微萃取法（dispersiveliquid-liquid microextraction，DLLME）26。尽管上述方法都能用于检测食品中氯丙醇酯的含量，但样品前处理过程需要大量的溶剂和吸附剂，处理过程十分繁琐且方法灵敏度低，难以满足实际检测的需求。基于上述现状，建立简单、快速、灵敏的分析方法对于食品中氯丙醇酯的研究、调查以及预防工作至关重要。本团队结合食品安全风险监测工作手册和已报道的方法，运用固相支持液-液萃取净化技术、衍生技术与气相色谱-质谱法相结合的分析方法检测食品中氯丙醇酯的含量，一方面与其他机构之间进行了协同验证，另一方面经过了英国食品分析评估计划（Food Analysis Performance Assessment Scheme，FAPAS）的能力验证，并对76批次的3类食品（油及其制品、谷物及其制品、特殊营养用食品）中氯丙醇酯的含量进行了调查，以期为氯丙醇脂的相关研究和检测提供参考。1材料与方法1.1主要仪器7890B-5977A气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）购自美国Agilent公司，B、I、R、V-300旋转蒸发仪购自瑞士 BUCHI公司，SOX500脂肪测定仪，BF-2000 氮气吹干仪，QL-901 涡旋振荡器，SFG-01B电热恒温鼓风干燥箱，SX2-8-10马弗炉，AS-3120超声波清洗器，SHZ-B水浴恒温振荡器，1 mL气密针，2 mL螺口具盖样品瓶。1.2主要试剂与材料3-氯-1，2-丙二醇双棕榈酸酯（3-MCPD 棕榈酸二酯，纯度98%），氘代同位素内标3-氯-1，2-丙二醇双棕榈酸酯-d5（d5-3-MCPD棕榈酸二酯，同位素纯度为 98%），2-氯-1，3-丙二醇双硬脂酸酯（2-MCPD硬脂酸二酯，纯度98%），氘代同位素内标2-氯-1，3-丙二醇双硬脂酸酯-d5（d5-2-MCPD硬脂酸二酯，同位素纯度为98%）均购自加拿大TRC公司；1-（七氟正丁酰基）咪唑（HFBI，纯度 97%）购自北京百灵威科技有限公司；甲醇钠（粉末状，纯度96.0%）购自东京化成工业株式会社；甲基23生物技术进展生物技术进展 Current Biotechnology叔丁基醚、石油醚（沸程为3560）、乙醚、乙酸乙酯、正己烷、甲醇、冰乙酸均为色谱纯；无水乙醇、无水硫酸钠和氯化钠均为分析纯。硅藻土基质分散固相萃取柱（2 000 mg 45 mL-1）配制专用基质分散剂（3 g 袋-1）和高效脱水剂（15 g 袋-1）购自福州勤鹏生物科技有限公司。1.