摘要
以水-乙腈为提取溶剂,正己烷为去脂溶剂,对样品进行涡旋振荡提取,离心后取下层溶液通过MCX固相萃取柱净化,净化液经氮吹浓缩、纯水复溶后测定。采用水-甲醇为流动相梯度洗脱,ACQUITY UPLC HSS T3(100 mm×2.1 mm,1.8 μm)柱分离,串联质谱同位素内标法定性定量。
该方法在1.0~200 ng/mL范围内线性良好(
新疆历史悠久,曾经是“丝绸之路”上一个重要的交通枢纽,连接了东西方文明。新疆的饮食文化也是多元化的,自古以来受到中亚、西亚等地区的影响,形成了独特的风味,孕育出大量新疆特色食品。其中,新疆的面制品极具民族特色,受到当地人民和广大游客的喜爱。馕是其中最具代表性的食品之一,当地有“可以三日无肉,不可一日无馕”之
研究表明,丙烯酰胺具有神经毒性、免疫毒性、生殖毒性、遗传毒性和潜在的致癌
目前,食品基质中丙烯酰胺的测定方法报道较
近年来,单柱固相萃取法测定食品中的丙烯酰胺已有报道,王书舟
本研究拟开发一种单柱固相萃取结合UPLC-MS/MS同位素内标法测定4种新疆特色食品中丙烯酰胺的分析方法,该方法前处理简便、结果准确、适用性强,为新疆特色食品的安全监管提供了可靠的技术支持。
XEVO TQ-S超高效液相色谱串联质谱仪(Waters公司);AM600S研磨仪(蚂蚁源仪器公司);Auto EVA60浓缩仪(睿科仪器公司);ML503千分之一天平(梅特勒仪器公司);Multi-Reax涡旋振荡器(拓赫电机科技有限公司);CF16RXN高度低温离心机(日立仪器公司)。
丙烯酰胺(AA)
样品粉碎并混匀后,称取约1 g(精确至0.001 g)于50 mL离心管中,加入20 µL 10 mg/L
取5 mL上述提取液通过事先用6 mL乙腈和6 mL水活化后的MCX固相萃取柱(200 mg/6 mL),收集所有过柱液,在40 ℃水浴下氮吹至近干,用1 mL水涡旋溶解残渣,最后过0.22 μm PES滤膜后待测。
色谱条件:色谱柱:ACQUITY UPLC HSS T3(100 mm×2.1 mm,1.8 μm);流动相A:纯水,B:甲醇;流速:0.2 mL/min;进样量:5 μL;柱温:30 ℃;洗脱程序:0~4.5 min,0% B~95% B;4.5~6 min,95% B;6~ 6.5 min,95%~0% B,6.5~ 8.5 min,0% B。
质谱条件:电喷雾源正离子模式(ESI+);多反应监测模式(MRM);毛细管电压:3.0 kV;脱溶剂气温度:500 ℃,脱溶剂气流速:1 000 L/h;锥孔流速:50 L/h,化合物具体质谱参数见
化合物 | 保留时间/min | 母离子/(m/z) | 子离子/(m/z) | 锥孔电压/V | 驻留时间/s | 碰撞能量/eV |
---|---|---|---|---|---|---|
AA | 2.41 | 71.9 |
5 | 20 | 0.11 | 8 |
27 | 20 | 0.11 | 13 | |||
| 2.41 | 75 |
5 | 20 | 0.11 | 8 |
注: *表示定量离子
为了更好地模拟样品检测环境,质谱条件的优化选择combine模式。即液相部分以50%的甲醇/水为流动相,流速为0.2 mL/min,质谱端通过蠕动泵分别将100 ng/mL的AA
超高效液相色谱串联质谱法常用的流动相体系有甲醇-水和乙腈-水,分别考察对了这两种体系对AA分离效果的影响。结果表明,采用乙腈-水体系时基线噪音较大,故选择甲醇-水体系进一步探究。在ESI+模式下,流动相常会添加一定量的
AA属于小分子量、强极性化合物,在普通C18柱上保留时间很短,通常在1 min左右,易受基线噪声干扰,给定性定量带来困难,因此选择合适的C18柱尤为重要。目前市面上改良的C18柱种类繁多,结合文献报道,本实验选择了3款常用于AA分析的色谱柱ACQUITY BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7 μm)、ACQUITY HSS C18(2.1 mm×100 mm,1.8 μm)、ACQUITY HSS T3(2.1 mm×100 mm,1.8 μm)进行考察。结果表明,BEH C18(Rt=1.72 min)和HSS C18(Rt=2.04 min)的保留能力较T3柱(Rt=2.43 min)弱,同时,AA在BEH C18和HSS C18柱上峰型略有拖尾,且峰尾有抬高趋势,而在ACQUITY HSS T3柱上保留效果较好。因此选择ACQUITY HSS T3柱进行分离。
不同的前处理方法对样品的提取和净化效果影响较大,查阅相关资料和文
本试验考察了以上3种前处理方法对烤包子、馕、馓子及油香基质的净化效果,AA的定量离子对色谱图见

图1 不同前处理方式下定量离子色谱图
Figure 1 Quantitative ion pair chromatograms of AA with different pretreatment methods
注: A为方法①烤包子;B为方法①馕;C为方法①馓子;D为方法①油香;E为方法②烤包子;F为方法②馕;G为方法②馓子;H为方法②油香;I为方法③烤包子;J为方法③馕;K为方法③馓子;L为方法③油香
此外,还考察了不同前处理方法对丙烯酰胺基质效应的影响。本试验中4类样品均是高温加工的淀粉类食品,普遍存在AA的污染,因此无法获得AA空白基质提取液,故采
鉴于净化效果和基质效应考察,本实验选择方法③作为各样品的前处方法。
方法 | 馕 | 馓子 | 油香 | 烤包子 | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ME/% | 基质现象 | 基质效应 | ME/% | 基质现象 | 基质效应 | ME/% | 基质现象 | 基质效应 | ME/% | 基质现象 | 基质效应 | |
① | 34.5 | 抑制 | 中 | 34.0 | 抑制 | 中 | 35.5 | 抑制 | 中 | 32.0 | 抑制 | 中 |
② | 31.9 | 增强 | 中 | 17.8 | 增强 | 弱 | 25.8 | 增强 | 中 | 22.7 | 增强 | 中 |
③ | 7.2 | 抑制 | 弱 | 13.5 | 增强 | 弱 | 15.1 | 抑制 | 弱 | 3.7 | 增强 | 弱 |
正己烷具有较好的脱脂性能,能快速溶解各种油脂和脂肪。除馕样品外,本研究的试样均是高油脂类样品,因此有必要对正己烷萃取次数进行考察。固定其他条件不变,选择低含量的样品进行100 μg/kg水平的加标,考察了正己烷萃取0、1及2次对实验结果的影响,各基质离子对色谱图见

图2 正己烷萃取次数对不同基质AA的定量离子对色谱图
Figure 2 Quantitative ion pair chromatograms of AA in different matrices based on n-hexane extraction times
注: A为烤包子萃取0次;B为馕萃取0次;C为馓子萃取0次;D为油香萃取0次;E为烤包子萃取1次;F为馕萃取1次;G为馓子萃取1次;H为油香萃取1次;I为烤包子萃取2次;J为馕萃取2次;K为馓子萃取2次;L为油香萃取2次
各类样品中AA回收率结果见
正己烷萃取次数 | 回收率/% | |||
---|---|---|---|---|
馕 | 馓子 | 油香 | 烤包子 | |
0次 | 95.9±3.2 | 98.2±3.0 | 88.3±0.8 | 93.1±3.8 |
1次 | 96.5±0.9 | 99.7±2.5 | 93.1±1.1 | 96.4±1.1 |
2次 | 100.6±3.2 | 103.8±3.2 | 99.6±2.2 | 97.4±1.3 |
综合考虑,烤包子、馕、馓子试样采用正己烷萃取1次,油香试样采用正己烷萃取2次。
固相萃取小柱的柱容量会对净化效果、回收率及处理速率产生影响,因此需要对MCX柱的柱容量进行考察。本试验固定其他条件不变,以100 μg/kg水平进行加标回收实验,比较了60 mg/3 mL、200 mg/6 mL及500 mg/6 mL这3款MCX小柱对馕、馓子、油香及烤包子基质的净化效果和AA回收率的影响,见
MCX柱容量/mg | 回收率/% | |||
---|---|---|---|---|
馕 | 馓子 | 油香 | 烤包子 | |
60 | 89.2±1.2 | 86.7±2.1 | 92.0±1.8 | 90.6±0.8 |
200 | 90.9±1.5 | 89.9±1.4 | 90.7±1.1 | 93.5±1.6 |
500 | 91.9±1.1 | 93.4±1.6 | 90.3±1.3 | 89.5±1.4 |
鉴于样品中本底值较高,采取样品基质配
类别 | 13C3-AA浓度/ (ng/mL) | 信噪比(S/N) | LOD/(μg/kg) | LOQ/(μg/kg) |
---|---|---|---|---|
馓子 | 0.071 | 24.9 | 0.03 | 0.11 |
馕 | 0.071 | 18.0 | 0.05 | 0.16 |
烤包子 | 0.071 | 19.1 | 0.04 | 0.15 |
油香 | 0.143 | 27.8 | 0.06 | 0.21 |
结合实际食品中AA的含量,分别在低本底的样品中添加低、中、高3个浓度水平的AA标准物质,进行加标回收试验,每个浓度水平做6个平行样,计算回收率和相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD),精密度和准确度结果见
样品 | 加标量/(μg/kg) | 回收率/% | 平均回收率/% | RSD/% |
---|---|---|---|---|
馕 | 20 | 94.8~100.7 | 97.9 | 2.6 |
50 | 89.9~97.1 | 93.6 | 2.7 | |
100 | 95.2~100.9 | 98.4 | 2.2 | |
烤包子 | 10 | 85.9~93.4 | 89.5 | 3.0 |
40 | 92.9~100.3 | 96.5 | 2.7 | |
80 | 92.2~104.8 | 95.9 | 5.1 | |
馓子 | 50 | 93.3~101.1 | 96.7 | 3.2 |
200 | 89.8~96.3 | 93.8 | 3.0 | |
400 | 89.0~95.9 | 92.8 | 2.8 | |
油香 | 10 | 88.2~92.9 | 91.4 | 1.9 |
20 | 99.1~101.3 | 99.4 | 1.8 | |
50 | 87.5~104.4 | 92.9 | 6.4 |
按照随机采样原则,从本市采集馕30份,馓子30份,烤包子30份,油香15份,采用本方法对这105份样品进行检测,数据统计结果见
类别 | 样品数/份 | 检出率/% | AA含量/(μg/kg) | 均值/(μg/kg) | 中位数/(μg/kg) | H值 | P值 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
馕 | 30 | 100 | 5.3~166.3 | 36.8 | 31.7 | 67.859 | <0.001 |
馓子 | 30 | 100 | 19.7~353.0 | 152.5 | 119.1 | ||
油香 | 15 | 100 | 3.5~32.9 | 12.0 | 7.9 | ||
烤包子 | 30 | 100 | 5.6~85.4 | 42.4 | 39.0 | ||
合计 | 105 | 100 | 3.5~353.0 | 67.9 | 39.8 | — | — |
注: P<0.001,表示存在显著差异;P<0.05,表示存在差异
鉴于AA已被认定为2A类致癌物,这些食品中AA含量依旧需要持续关注,本课题组将在本市采集更多的样品,结合人群摄入量,对本市新疆特色食品中AA的污染暴露进行风险评估。
本研究建立了固相萃取结合UPLC-MS/MS同位素内标法测定新疆特色食品馕、馓子、烤包子及油香中丙烯酰胺的分析方法。样品经过水-乙腈提取,正己烷去脂,MCX固相萃取柱净化,该方法提取溶剂消耗量小,操作简便,净化效果好,准确度和精密度均符合要求。采用该方法测定了本市采集的105份实际样品,丙烯酰胺检出率为100%,含量为3.5~353.0 μg/kg,所有样品的净化效果均令人满意,说明本方法对4种新疆特色食品具有普适性。本研究为新疆特色食品中丙烯酰胺的快速准确测定提供了新的解决方案,值得推广使用。
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