CN103149316A

CN103149316A - 同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法

Info

Publication number: CN103149316A
Application number: CN2013100684228A
Authority: CN
Inventors: 欧阳运富; 靳艺; 唐宏兵; 吴英; 李贵英; 赵立凡
Original assignee: CHANGZHOU MUNICIPAL CENTER FOR DISEASE CONTROL
Current assignee: CHANGZHOU MUNICIPAL CENTER FOR DISEASE CONTROL
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2033-03-04
Also published as: CN103149316B

Abstract

本发明公开了一种同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，该方法是采用加速溶剂萃取技术进行样品前处理，采用超高效液相色谱联合离子阱-飞行时间串联质谱进行定性和定量检测。本发明的方法可以同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺，而且通过对加速溶剂萃取的萃取温度、萃取溶剂等条件进行优化，以及对超高效液相色谱和离子阱-飞行时间串联质谱的条件进行优化，可以提高检测效果，检测结果准确。

Description

同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法

技术领域

本发明属于食品安全技术领域，具体涉及一种同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法。

背景技术

丙烯酰胺（Acrylamide，简称AA）是一种不饱和酰胺，呈无色透明状结晶，室温下稳定，易燃，毒性很大，对中枢神经系统有危害，且可能致癌。2002年4月瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员率先报道，在一些油炸和烧烤的淀粉类食品，如炸薯条、炸土豆片等中检出丙烯酰胺，而且含量超过饮水中允许最大限量的500多倍。之后挪威、英国、瑞士和美国等国家也相继报道了类似结果。

中国专利文献CN101303304A公开了一种食品中丙烯酰胺的检测方法，包括：样品前处理：将研磨成粉的样品放入容器中，加入正己烷，超声脱脂后，吹干残留的正己烷，得产物A。丙烯酰胺的提取：在产物A中加入氯化钠溶液，超声萃取，离心后的残渣用氯化钠溶液重复萃取一次，合并萃取液。在萃取液中加入氢氧化钠溶液，再加入次氯酸钠溶液，反应后的混合溶液用磷酸盐缓冲溶液调节混合溶液为碱性，最后加入荧光胺溶液，混匀反应。将所得混合液放入荧光仪中检测。

杂环胺是一类在肉类、家禽、鱼类等蛋白质丰富的食物烹调加工时产生的具有致突变性、致癌性的物质。至今已从烹调食品中分离鉴定了20多种杂环胺，主要包括氨基咔啉类和氨基咪唑氮杂芳烃类，而氨基咪唑氮杂芳烃类又包括喹啉类（如2-氨基-3-甲基咪唑[4,5-f]喹啉，简称IQ）、喹喔啉类（如2-氨基-3,8-二甲基咪唑[4,5-f]喹喔啉，简称MeIQx）以及吡啶类（如2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑[4,5-b]吡啶，简称PhIP）。

《现代科学仪器》2010年12月第6期第145～149页公开了一种食品中杂环胺检测的分析方法，包括样品前处理方法和检测方法。其中样品前处理方法包括液液萃取、超临界流体萃取、固相微萃取以及在线串联液液萃取和固相萃取等，检测方法则包括气相色谱-质谱法（GC-MS）和高效液相色谱-质谱法（LC-MS）两种。其中高效液相色谱-质谱法中的质谱法主要是热喷雾质谱（TSI-MS）、电喷雾质谱（ESI-MS）或者大气压化学电离质谱（APCI-MS）。

目前，尚未发现将加速溶剂萃取以及离子阱-飞行时间串联质谱应用到同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺上的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，具有以下步骤：

①样品前处理。

采用加速溶剂萃取技术对含有丙烯酰胺和杂环胺的待测样品进行样品前处理。

其中，采用的萃取溶剂为乙腈、乙腈/二氯甲烷、乙酸乙酯、二氯甲烷/丙酮、或者甲苯/二氯甲烷，萃取的温度为60℃～120℃。

由于萃取溶剂的种类对于目标物的提取效率有着显著影响。因此，为了降低基质干扰，从而获得较佳的提取效率，步骤①中采用的萃取溶剂优选乙腈或者乙腈/二氯甲烷；而为了进一步降低基质干扰，从而获得最佳的提取效率，步骤①中采用的萃取溶剂优选乙腈。

萃取的温度同样也是加速溶剂萃取技术中一个重要参数，提高萃取温度可以降低萃取溶剂的粘度和表面张力，增强萃取溶剂浸润基质和溶解目标分析物的能力，从而提高目标物的溶出率；但是较高的温度也会带来选择性降低、目标物降解等不足。因此，为了获得较佳的目标物的溶出率以及较低的目标物的降解，萃取的温度优选75℃～85℃；而为了获得最佳的目标物的溶出率以及最低的目标物的降解，萃取的温度更优选80℃。

由于食品基质较为复杂，直接萃取得到的萃取液不是很清亮，回收率欠佳，因此，步骤①的样品前处理还包括在萃取前向萃取溶剂中加入氧化铝，这样可以对待测样品进行净化，有效吸附食品中的油脂等杂质，从而降低萃取液的杂质。而经氧化铝净化后得到的萃取液无需采用其它净化措施（如固相萃取等）便可获得理想的结果。

氧化铝的加入量较低的话，净化效果不佳；氧化铝的加入量较高的话，不但净化效果没有明显改变，反而增加了对目标物的吸附，从而降低了萃取效率。因此，为了在获得较佳的净化效果的同时降低对目标物的吸附，氧化铝的加入量为待测样品重量的1～3倍，而当氧化铝的加入量为待测样品重量的2倍时，萃取液最为清亮，目标物的萃取效率也最高。

只进行一次萃取，还有部分目标物残留在萃取池中，萃取效果不理想；而重复萃取2次后，即可达到萃取平衡，获得最佳的萃取效果。因此，上述步骤①的样品前处理的萃取次数为2次，也即再重复萃取1次。

②超高效液相色谱。

色谱条件如下：色谱柱为Shim-pack XR-ODS色谱柱、XTerra MS C18色谱柱、Luna PFP（2）色谱柱或者Alltima C18色谱柱。柱温为20℃～40℃。流动相体系为甲酸、乙腈、甲酸-乙腈、甲酸-甲醇、乙酸-乙腈或者甲醇-水；其中甲酸的浓度为10mmol/L～50mmol/L，乙酸的浓度为10mmol/L～50mmol/L。流动相体系流速为0.3mL/min～0.8mL/min。

为了获得较好的分离效果和峰形，色谱柱优选Alltima C18色谱柱，柱温优选30℃。

为了获得较好的分离效果以及较高的灵敏度，流动相体系优选浓度为甲酸-乙腈（其中甲酸的浓度为30mmol/L），流动相体系流速优选0.6mL/min。

③离子阱-飞行时间串联质谱。

质谱条件如下：检测器电压为1.6kV～1.8kV。加热模块温度为200℃～250℃。CDL温度为200℃～250℃。干燥最佳气压力为80kPa～120kPa。离子累积时间为30ms～100ms。

为了提高各目标物的灵敏度，检测器电压优选1.75kV，加热模块温度优选230℃，CDL温度优选250℃，干燥气压力优选100kPa，离子累积时间优选70ms。

本发明具有的积极效果：（1）本发明的方法可以同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺，而且方法操作简便、快速，因此既提高了检测范围，又提高了检测效率。（2）由于要能同时检测出两类不同的物质，对于检测条件较为苛刻，而本发明通过对加速溶剂萃取的萃取温度、萃取溶剂等条件进行优化，以及对超高效液相色谱和离子阱-飞行时间串联质谱的条件进行优化，从而提高了检测效果，能够进行定性、定量检测，检测结果准确。（3）本发明的方法可以对不同种类的食品在相同的加工条件以及同种食品在不同的加工条件下丙烯酰胺和杂环胺的含量进行检测。

附图说明

图1为AA、IQ、MeIQx、PhIP的提取离子流色谱图。

图2至图5分别为AA、IQ、MeIQx、PhIP的一级质谱图。

图6至图9分别为AA、IQ、MeIQx、PhIP的标准工作曲线图。其中X轴代表各化合物的质量浓度(μg/L)，Y轴代表仪器的响应信号。

具体实施方式

（实施例1）

本实施例的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法具有以下步骤：

①样品前处理。

采用66mL的样品萃取池，以乙腈作为萃取溶剂，在萃取前于萃取池中预先加入10g的氧化铝，然后在80℃的温度下对5g含有丙烯酰胺（AA）和杂环胺（IQ、MeIQx、PhIP）的待测样品进行加速溶剂萃取。萃取条件：萃取温度80℃；系统压力10.3MPa(1500psi)；加热时间5min；静态提取时间5min；清洗体积为萃取池体积的50%；吹扫时间160s；循环次数2次。

即得含有丙烯酰胺（AA）和杂环胺（IQ、MeIQx、PhIP）的萃取液（以下简称萃取液）。

②超高效液相色谱。

先用无水硫酸钠对上述步骤①得到的萃取液进行过滤，然后在40℃的水浴中用氮气吹干，接着用体积比为9∶1的甲酸（浓度为30mmol/L）-乙腈混合溶液定容至1mL，最后过0.45μm的膜，得到萃取浓缩液。

这样不仅可除去萃取液中的水份，而且对萃取液进行了浓缩，有利于提高灵敏度。

对经过上述处理得到的萃取浓缩液进行超高效液相色谱分离，色谱条件如下：色谱柱为Alltima C18色谱柱，柱温为30℃。流动相体系为甲酸（浓度为30mmol/L）-乙腈，流速为0.6mL/min。

流动相体系中甲酸与乙腈的体积百分比随时间变化如下（即采用梯度洗脱方法）：

0min时，甲酸为95%，乙腈为5%；

3min时，甲酸为80%，乙腈为20%；

6min时，甲酸为60%，乙腈为40%；

10min时，甲酸为95%，乙腈为5%。

③离子阱-飞行时间串联质谱。

对超高效液相色谱分离后的萃取浓缩液进行离子阱-飞行时间串联质谱检测，质谱条件如下：

检测器电压为1.75kV，加热模块温度为230℃，CDL温度为250℃，干燥气压力为100kPa，离子累积时间为70ms。

缩小扫描范围可以减少基质效应，提高灵敏度，当m/z Event1设为50～80时，AA的灵敏度最高，而Event2设为150～250时，三种杂环胺有较高的灵敏度。

各目标物的提取离子流色谱图见图1，由图1可知：丙烯酰胺（AA）和杂环胺（IQ、MeIQx、PhIP）的分离效果良好，灵敏度较高。

各目标物的一级质谱图见图2至图5，由图2至图5可知：离子阱飞行时间质谱定性准确，误差小，精度高。

各目标物的色谱峰经积分后得到的标准工作曲线图见图6至图9，由图6至图9可知：各目标物的灵敏度高，线性关系良好。

各目标物的峰鉴定结果见表1。

表1

化合物	保留时间/min	分子式选择离子	质荷比/测定值	质荷比/理论值	误差/ppm
						AA	2.42	C₃H₅ON[M+H]⁺	72.0430	72.0444	19.4
IQ	5.36	C₁₁H₁₀N₄[M+H]⁺	199.0977	199.0978	0.5
						MeIQx	6.53	C₁₁H₁₁N₅[M+H]⁺	214.1084	214.1087	1.4
PhIP	7.68	C₁₃H₁₂N₄[M+H]⁺	225.1129	225.1135	2.7

由表1可知，超高效液相色谱对各目标物的分离良好，离子阱-飞行时间串联质谱对各目标物的定性准确，误差很小（AA因分子量低误差稍高），精度高。

Claims

1.一种同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：

采用加速溶剂萃取技术进行样品前处理；

采用超高效液相色谱联合离子阱-飞行时间串联质谱进行定性和定量检测。

2.根据权利要求1所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：所述的加速溶剂萃取技术采用的萃取溶剂为乙腈、乙腈/二氯甲烷、乙酸乙酯、二氯甲烷/丙酮、或者甲苯/二氯甲烷；萃取的温度为60℃～120℃。

3.根据权利要求2所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：还包括在萃取前向萃取溶剂中加入氧化铝；所述氧化铝的加入量为待测样品重量的1～3倍。

4.根据权利要求1至3之一所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：样品前处理的萃取次数为2次。

5.根据权利要求1至3之一所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：采用的萃取溶剂为乙腈；萃取的温度为80℃。

6.根据权利要求4所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：采用的萃取溶剂为乙腈；萃取的温度为80℃。

7.根据权利要求1所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：所述的超高效液相色谱条件为：

色谱柱为Shim-pack XR-ODS色谱柱、XTerra MS C18色谱柱、Luna PFP（2）色谱柱或者Alltima C18色谱柱；

柱温为20℃～40℃；

流动相体系为甲酸、乙腈、甲酸-乙腈、甲酸-甲醇、乙酸-乙腈或者甲醇-水；其中甲酸的浓度为10mmol/L～50mmol/L，乙酸的浓度为10mmol/L～50mmol/L；

流动相体系流速为0.3mL/min～0.8mL/min。

8.根据权利要求7所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：所述的超高效液相色谱条件为：

色谱柱为Alltima C18色谱柱；

柱温为30℃；

流动相体系为甲酸-乙腈，其中甲酸的浓度为30mmol/L；

流动相体系流速为0.6mL/min。

9.根据权利要求1所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：所述的离子阱-飞行时间串联质谱条件为：

检测器电压为1.6kV～1.8kV；

加热模块温度为200℃～250℃；

CDL温度为200℃～250℃；

干燥气压力为80kPa～120kPa；

离子累积时间为30ms～100ms。

10.根据权利要求9所述的同时检测食品中的丙烯酰胺和杂环胺的方法，其特征在于：所述的离子阱-飞行时间串联质谱条件为：

检测器电压为1.75kV；

加热模块温度为230℃；

CDL温度为250℃；

干燥气压力为100kPa；

离子累积时间为70ms。