CN101706483A

CN101706483A - 水发食品中甲醛浓度的检测方法

Info

Publication number: CN101706483A
Application number: CN200910217876A
Authority: CN
Inventors: 宋大千; 孙颖; 朱晓楠; 姜春竹; 王丽英; 王健; 高岩; 张寒琦
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2010-05-12

Abstract

本发明的水发食品中甲醛浓度的检测方法属于分析化学的技术领域。称取粉碎的待测样品置于顶空瓶(2)中，加蒸馏水并加入丙酮内标溶液；用微量注射器(1)抽取甲醛的衍生溶液，插入顶空瓶(2)上空；在20～60℃水(5)和超声条件下，采用动态和静态单滴微萃取相结合方法，使甲醛衍生富集在萃取单滴(3)内；用气相色谱质谱联用仪检测甲醛衍生物的相对峰面积Y，通过回归方程求得待测样品的甲醛含量x mg/kg。本发明具有选择性好，灵敏度高，无基质干扰，大大缩短了提取时间等优点，GC-MS检测的相对峰面积Y与甲醛浓度x的线性关系良好，因而能够提高检测的精密度。

Description

水发食品中甲醛浓度的检测方法

技术领域

本发明属于分析化学的技术领域，具体涉及用超声波清洗器快速提取和单滴内衍生富集水发食品中的甲醛，然后用气相色谱质谱联用仪进行检测的方法。

背景技术

甲醛，为较高毒性物质，在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。对人的神经系统、肺、肝脏均有损害，还可引起接触性皮炎和粘膜刺激症状，导致内分泌功能紊乱，已经被国际癌症研究所(IARC)确立为致癌物质，也是潜在的强致突变物之一。甲醛广泛应用于轻工、纺织、建材以及油田开发、木材加工等行业。在水产行业中，有人为了使水产品呈现出某些特殊的性状，利用甲醛的防腐、延长保质期、增加持水性、韧性等特性，而向水产品特别是水发产品中添加甲醛，这种处理的水产品变成了“低营养，高毒性”的有害产品，直接危及人们的食用安全。

目前甲醛测定常用的方法是分光光度法、气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)等。分光光度法是测定甲醛的经典方法，也是环境中甲醛测定的标准方法，其优点是设备简单、方便，缺点是易受基体干扰，造成假阳性结果，准确度较差。由于甲醛的强挥发性和在UV-vis区域的低吸收性，GC和LC不能直接测定甲醛。因此，一般先将甲醛衍生，再用GC或LC法进行测定，常用的溶剂由邻-(2，3，4，5，6-五氟苄基)羟胺盐酸盐(PFBHA·HCl)和2，4-二硝基苯肼(DNPH)组成，但是在甲醛的提取和衍生过程中，溶剂直接和样品接触，检测仍因食品基体复杂而受到干扰，也易造成假阳性结果。

单滴液相微萃取(SDME)自20世纪90年代提出至今，已获得快速发展。与传统液-液萃取技术相比，SDME是传统的液液萃取方法的小型化，在单滴有机溶剂中萃取分析物，很大程度减小了溶剂相和水相的比例，可以提高灵敏度，并可达到更佳的富集效果，特别适合于样品中痕量、超痕量污染物的测定。同时，该技术集采样、萃取和浓缩于一体，它所需要的有机溶剂非常少，是一项环境友好的样品前处理新技术。超声提取技术的应用原理是利用超声波的空化作用加速样品成分的溶出，另外超声波的次级效应，如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速欲提取成分的扩散释放，该技术具有提取时间短、产率高、低温提取、有利于有效成分的保护等优点。Lee等在近年的研究中，提出了动态液滴微萃取可以在微量进样器内壁形成液膜，增大萃取面积，而且动态循环有利于目标分析物的富集效率的说法。但是动态单滴微萃取精度比静态单滴微萃取差，而后者的萃取需要较长的时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，采用超声波辅助提取和顶空-单滴液相微萃取(UAE-HS-SDME)相结合的方法，使甲醛衍生富集在单滴内同时进行，快速提取水发食品中的甲醛，并用气相色谱质谱联用仪进行检测.通过实验对UAE-HS-SDME方法提取条件进行优化，达到有效避免食品中复杂基体的干扰，提高样品检测的灵敏度，操作简单快捷廉价的目的.

一种水发食品中甲醛含量的检测方法，称取0.4～0.6g粉碎的待测样品，置于8mL顶空瓶中，加蒸馏水至2～6mL，并加入丙酮内标溶液(加入顶空瓶中稀释后浓度为20ppm)，加盖摇匀，密封；用10μL微量注射器抽取1～3μL含邻-(2，3，4，5，6-五氟苄基)羟胺(PFBHA)的十二烷溶剂，插入顶空瓶上空；将顶空瓶放入盛有20～60℃水的超声波发生器中；推动微量进样器暴露出萃取单滴，启动超声波发生器，萃取单滴悬挂在顶空瓶上空20～110s(静态)，然后将萃取单滴抽回微量进样器内(动态)，保持10s，反复推抽微量进样器使萃取单滴反复暴露在微量进样器的针尖外和抽回到微量进样器管内，操作至4～12min结束，抽回萃取单滴直接进气相色谱质谱联用仪进行检测，得到甲醛衍生物的相对峰面积Y，相对峰面积是被测组分(甲醛)的色谱峰面积与内标丙酮的峰面积之比；将相对峰面积Y带入回归方程Y＝1.1942x+0.7232中，求得待测样品的甲醛含量x，甲醛含量x的单位是ppm。

本发明的最优选的甲醛提取条件为：在40℃条件下，顶空体积为4mL，用2μL含PFBHA的十二烷溶剂，萃取单滴悬挂在样品上方为50s，抽回微量进样器内保持10s，重复操作提取8min。

本发明使用的标准曲线回归方程是通过下述的方法得到的：利用甲醛的标准储备液配置浓度分别为0.025、0.5、1、5、10ppm的标准溶液，每一份标准溶液中都含有20ppm的丙酮内标，在最优萃取条件下使用本发明的方法提取、衍生、富集标准储备液中的甲醛，并用GC-MS测定，得到了标准曲线回归方程Y＝1.1942x+0.7232(Y：相对峰面积，x：甲醛浓度)，线性范围r²＝0.9993，表明线性关系良好。

本发明方法中，由于采用反复使萃取单滴暴露在微量进样器的针尖外和抽回到微量进样器管内的萃取方法，优选了萃取条件，使得GC-MS检测的相对峰面积Y与甲醛浓度x的线性关系良好。重复四次测定甲醛含量已知的新鲜虾仁样品，计算其相对标准偏差为7.80％，表明本发明方法的检测精确度较高。

考察本发明方法的回收率，加入40μL 100ppm的甲醛标准溶液于甲醛含量已知的新鲜虾仁样品中，重复分析四次，经计算得到的回收率为85.94％。

通过测定最低浓度的定量溶液，得到本发明方法的最低检测限为0.026ppm(S/N＝3)。

本发明中采用动态和静态单滴微萃取相结合的方式，提高了实验的精密度，缩短了提取时间，在水发食品中甲醛含量的测定领域有良好的应用前景。

附图说明

图1：本发明的一种检测装置图。

图2：不同萃取温度对于衍生物峰面积的影响。

图3：不同萃取时间对于衍生物峰面积的影响。

图4：不同单滴体积对于衍生物峰面积的影响。

图5：单滴悬挂于样品上方的不同时间对于衍生物峰面积的影响。

图6：干制样品测定的最佳浸泡时间。

图7：在实施例7～11中，GC-MS使用选择离子扫描模式(特征离子m/z＝181)测定的各样品的色谱图.

具体实施方式

实施例1 用于本发明方法的装置和萃取溶液

用于本发明方法的萃取装置如图1所示，其中，1为微量进样器，其容量可以为10μL；2为顶空瓶；3为萃取单滴，萃取单滴3是用于萃取富集水发食品中甲醛的含PFBHA的十二烷的溶剂；4为待测样品和蒸馏水的混合物；5为水，用于给待测样品加温和做超声介质；6为超声波发生器，可以使用70W的医用超声波清洗器。

检测装置中，有气相色谱质谱联用仪，可以选择岛津2010型GC-MS，用于对经过萃取甲醇的萃取单滴3进行检测。

可以将20mg PFBHA粉末溶于1mL蒸馏水中，充分溶解后，加入1mL十二烷进行萃取，分去水层，得到萃取甲醛的含有PFBHA的十二烷的溶剂。

可以推拉微量进样器1上端的手柄，使萃取单滴3挂在微量进样器1下端的针尖上，悬于顶空瓶2的水面上部的空间，或使萃取单滴3吸入微量进样器1内。萃取单滴3中的衍生剂邻-(2，3，4，5，6-五氟苄基)羟胺(PFBHA)与挥发到顶空瓶2上部的甲醛发生反应生成甲醛衍生物，由于萃取单滴3被吸入微量进样器1，使内壁形成萃取剂液膜，增大萃取面积，有利于甲醛的衍生与富集，提高了甲醛衍生物的富集倍数。

在以下的实施例2～6中，均采用0.5g新鲜虾仁样品，置于顶空瓶(2)内，进行萃取实验条件优化，使用实施例1的装置，通过甲醛衍生物的峰面积来考察萃取条件的最优化。

实施例2 萃取温度的影响

将加热用的水5的温度分别控制在20、30、40、50及60℃，即萃取温度分别在20、30、40、50及60℃和超声条件下，用1μL含PFBHA的十二烷溶剂的萃取单滴3萃取甲醛，顶空瓶2的顶空体积为4mL，萃取单滴3悬挂在样品上方110s，抽回微量进样器1内保持10s，重复操作至6min。之后直接用气相色谱质谱联用仪对萃取单滴3进行检测。

不同萃取温度对于衍生物峰面积的影响如图2所示，在20～40℃范围内，随着温度升高，甲醛衍生物的相对峰面积逐渐增大；而在40～60℃范围内，由于温度过高，萃取剂挥发损失严重，相对峰面积逐渐减小。因此，在40℃时为最佳的甲醛萃取温度。

实施例3 萃取时间的影响

过程同实施例2。在萃取温度40℃和超声条件下，顶空瓶2的顶空体积为4mL，用1μL含PFBHA的十二烷萃取单滴3，萃取单滴3悬挂在样品上方110s，抽回微量进样器1内保持10s，分别重复悬挂和抽回操作至4、6、8、10、12min。

不同萃取时间对于衍生物峰面积的影响如图3所示，表明萃取时间在4～8min范围内，随着萃取时间的增长，甲醛衍生物的相对峰面积逐渐增大，提取效果较好；萃取时间为8～12min时，萃取单滴3在顶空中暴露时间长，有一定的损失，因此最佳萃取时间为8min。

实施例4 萃取单滴体积的选择

过程同实施例2.在萃取温度40℃和超声条件下，顶空瓶2的顶空体积为4mL，分别用1、2、3μL含PFBHA的十二烷的萃取单滴3，萃取单滴3悬挂在样品上方110s，抽回微量进样器1内保持10s，提取8min.

不同单滴体积对于衍生物峰面积的影响如图4所示，表明在萃取单滴3的体积为2、3μL时，衍生物峰面积显示均能较好地对甲醛含量进行测量。但是，萃取单滴为3μL时，单滴易掉落，操作难度较大，而且大体积进样，会使谱带变宽，因此，萃取单滴3体积为2μL时最佳。

实施例5 单滴悬挂于样品上方的最佳时间

过程同实施例2。在萃取温度40℃和超声条件下，顶空瓶2的顶空体积为4mL，用2μL含PFBHA的十二烷的萃取单滴3，萃取单滴3悬挂在样品上方分别为20、50、80、110、480s，抽回微量进样器1内保持10s，提取8min。

单滴悬挂于样品上方的不同时间对于衍生物峰面积的影响如图5所示，萃取单滴3悬挂于样品上方的时间在20～110s，均可检测到甲醛的含量；萃取单滴3悬挂于样品上方的最佳时间是50s。

实施例6 顶空体积的影响

过程同实施例2。在萃取温度40℃和超声条件下，顶空瓶2的顶空体积分别为2、4、6mL，用2μL含PFBHA的十二烷的萃取单滴3，萃取单滴3悬挂在样品上方为50s，抽回微量进样器1内保持10s，提取8min。

由甲醛衍生物的相对峰面积大小可知，顶空瓶2的顶空体积2～6mL均能较好地对甲醛含量进行测量；顶空体积为4mL萃取效果较好。

以下实施例7～11为本发明的方法对实际样品甲醛含量的检测及结果。

实施例7 新鲜虾仁中甲醛含量的检测实例

称取0.5g新鲜虾仁(碾碎，大约40目)，置于8mL顶空瓶2中，加二次水5至4mL刻度线处，并加入丙酮溶液(内标，稀释后浓度为20ppm)，加盖摇匀，密封。用10μL微量进样器1抽取2μL含PFBHA的十二烷萃取液，插入待测样品上空，将顶空瓶2放入盛有40℃温水的超声波清洗器中，固定。推动微量进样器1暴露出萃取单滴3，启动超声波清洗器，萃取单滴3悬挂在样品上方50s，然后缓慢的抽回微量进样器1内，保持10s，手动来回抽送微量进样器1的手柄，使得液滴反复暴露在样品上方以及抽回微量进样器1内，重复操作至8min结束，抽回液滴，直接进GC-MS进行检测。将测得的相对峰面积Y带入回归方程Y＝1.1942x+0.7232中，求得待测样品新鲜虾仁的甲醛含量x(ppm)。

实施例8 新鲜鱿鱼中甲醛含量的检测实例

称取0.5g新鲜鱿鱼(碾碎，大约40目)，以下操作同实例7。

实施例9 熟食牛百叶中甲醛含量的检测实例

称取0.43g熟食牛百叶(碾碎，大约40目)，以下操作同实例7。

实施例10 干制蚬子中甲醛含量的检测实例

称取0.5g干制蚬子(粉碎至40目)，置于8mL顶空瓶2中，加二次水至4mL刻度线处，并加入丙酮溶液(内标，稀释后浓度为20ppm)，加盖摇匀，密封.因为是干制样品，需在顶空瓶2中浸泡10min后(浸泡时间选择见图6)，用10μL微量进样器1抽取2μL含PFBHA的十二烷萃取液，插入待测样品上空，将顶空瓶2放入盛有40℃温水的超声波清洗器中，固定.推动微量进样器1暴露出萃取单滴3，启动超声波清洗器，萃取单滴3悬挂在样品上方50s，然后缓慢的抽回微量进样器1内，保持10s，手动来回抽送微量进样器1的手柄，使得液滴反复暴露在样品上方以及抽回微量进样器1内，重复操作至8min结束，抽回液滴，直接进GC-MS进行检测.将测得的相对峰面积Y带入回归方程Y＝1.1942x+0.7232中，求得待测样品干制蚬子的甲醛含量x(ppm).

实施例11 干制虾仁中甲醛含量的检测实例

称取0.5g干制虾仁(粉碎至40目)，以下操作同实例10。

图7给出实施例7～11各被测样品的色谱图，其中，1-熟食牛百叶；2-新鲜鱿鱼；3-新鲜虾仁；4-干制蚬子干；5-干制虾仁。GC-MS使用选择离子扫描模式(特征离子m/z＝181)。

用本发明的方法对新鲜虾仁、新鲜鱿鱼、熟食牛百叶、干制蚬子、干制虾仁中甲醛的检测结果列于表1。

表1 本发明的方法和蒸馏-乙酰丙酮比色法检测水发食品中甲醛含量的结果对比

综上所述，本发明用UAE-HS-SDME方法，在最优的实验条件下，快速检测了3种新鲜水发食品和2种干制食品中甲醛的含量，并将其结果与传统甲醛的检测方法蒸馏-乙酰丙酮比色法进行比对，两种方法所测结果无明显差异，但在甲醛含量的测定中，本发明的方法具有选择性好，灵敏度高，无基质干扰等优点，并且大大缩短了样品检测的时间。

Claims

1.一种水发食品中甲醛含量的检测方法，称取0.4～0.6g粉碎的待测样品，置于8mL顶空瓶(2)中，加蒸馏水至2～6mL，并加入丙酮内标溶液，丙酮加入瓶中稀释后的浓度为20ppm，加盖摇匀，密封；用10μL微量注射器(1)抽取1～3μL含邻-(2，3，4，5，6-五氟苄基)羟胺的十二烷溶剂，插入顶空瓶(2)上空；将顶空瓶(2)放入盛有20～60℃水(5)的超声波发生器(6)中；推动微量进样器(1)暴露出萃取单滴(3)，启动超声波发生器(6)，萃取单滴(3)悬挂在顶空瓶(2)上空20～110s，然后将萃取单滴(3)抽回微量进样器(1)内，保持10s，反复推抽微量进样器(1)使萃取单滴(3)反复暴露在微量进样器(1)的针尖外和抽回到微量进样器(1)管内，操作至4～12min结束，抽回萃取单滴(3)直接进气相色谱质谱联用仪进行检测，得到甲醛衍生物的相对峰面积Y；将相对峰面积Y带入回归方程Y＝1.1942x+0.7232，求得待测样品的甲醛含量x，甲醛含量x的单位是ppm。

2.按照权利要求1所述的水发食品中甲醛含量的检测方法，其特征是，称取0.4～0.6g粉碎的待测样品，置于8mL顶空瓶(2)中，加蒸馏水至4mL，并加入丙酮内标溶液，摇匀密封；用10μL微量注射器(1)抽取2μL含邻-(2，3，4，5，6-五氟苄基)羟胺的十二烷溶剂，插入顶空瓶(2)上空；将顶空瓶(2)放入盛有40℃水(5)的超声波发生器(6)中；推动微量进样器(1)暴露出萃取单滴(3)，启动超声波发生器(6)，萃取单滴(3)悬挂在顶空瓶(2)上空50s，然后将萃取单滴(3)抽回微量进样器(1)内，保持10s，反复推抽微量进样器(1)使萃取单滴(3)反复暴露在微量进样器(1)的针尖外和抽回到微量进样器(1)管内，操作至8min结束，抽回萃取单滴(3)直接进气相色谱质谱联用仪进行检测。

3.按照权利要求1或2所述的水发食品中甲醛含量的检测方法，其特征是，所述的待测样品是干制品时，在顶空瓶(2)中浸泡10min后再进行萃取。