CN103592396B - 食品中二氧化硫脲的提取和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食品中二氧化硫脲的提取和测定方法，通过有机溶剂溶解、超声浸提、离心、反萃取、过滤等步骤提取油脂性食品基质或非油脂性食品基质中的二氧化硫脲，并利用多反应检测（MRM）模式进行超高效液相色谱-质谱/质谱测定。本发明的样品前处理方法简单，回收率高，基质干扰少，检出限低，准确度高，填补了目前在食品中二氧化硫脲检测方法的空白，为食品质量控制、食品安全检测提供重要技术支持，具有良好的经济与社会效益。

Description

食品中二氧化硫脲的提取和检测方法

技术领域

本发明涉及食品分析领域，具体地说，本发明涉及一种食品中二氧化硫脲的提取和检测方法。

背景技术

二氧化硫脲又名过氧化硫脲，别名为甲脒亚磺酸（TDO），作为一种优良的还原剂，被广泛应用于纺织、印染等化工工艺中，如：作为脱色剂用于各种着色纤维的脱色处理；作为漂白剂用于纸张、羊毛、真丝等纤维和酚醛树脂、鞣料等的漂白。《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单》中的相关信息显示：二氧化硫脲可能会作为一种馅料原料漂白剂被违法用于焙烤食品的馅料原料的漂白，食用二氧化硫脲后会引起头痛、恶心、口腔和胃刺激，但目前国内尚没有关于食品中二氧化硫脲检测方法的相关标准，因此，建立食品中二氧化硫脲的高效准确检测方法是保障食品安全的迫切要求。

二氧化硫脲的工业品一般通过碘量法、高锰酸钾法、红外光谱和紫外分光光度法等经典的检测方法来检测其纯度和含量。但二氧化硫脲用作漂白剂后大部分已经分解，其在食品中的残留量为痕量，且易受其它基质的干扰，上述方法灵敏度不能达到痕量检测的要求。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种食品中二氧化硫脲的提取方法，以及一种采用超声萃取结合超高效液相色谱-质谱/质谱法（UPLC-MS/MS）在多反应检测模式（MRM）下采集数据，检测提取液中的二氧化硫脲的方法，具有快速、准确、灵敏等优点，其具体方案如下所述。

本发明的目的之一在于提供一种油脂性或非油脂性食品中二氧化硫脲的提取方法，包括以下步骤：

（1）称取食品基质5.0g，所述食品基质为油脂性食品基质或非油脂性食品基质；加入有机溶剂并充分混合，超声浸提并离心，取上清液水浴中以氮气吹至近干，用上机溶剂复溶残渣并定容至1ml，得油脂性食品基质的复溶液或非油脂性食品基质的复溶液；所述有机溶剂为乙腈或甲醇；

（2）取步骤（1）所得油脂性食品基质复溶液用正己烷反萃取除脂，离心，取下清液；过0.22μm滤膜，即得提取液；

或

（2）取步骤（1）所得非油脂性食品基质复溶液过0.22μm滤膜，即得提取液。

优选地，上述提取方法中的所述有机溶剂为乙腈。实际操作中，有机溶剂可根据样品基质特性选择。对于油脂性食品基质，有机溶剂可为乙腈；对于非油脂性食品基质，有机溶剂可为甲醇。

在其中一些实施例中，上述提取方法中的所述上机溶剂为体积比为80：20～90:10（优选为80：20）的乙腈/水溶液。

在其中一些实施例中，上述提取方法中步骤（1）所述充分混合的方式为涡旋振荡，且涡旋振荡时间为0.5～1min，所述超声浸提的时间为5～25min，所述离心的速率为4000r/min，离心时间为5min。

在其中一些实施例中，上述提取方法中步骤（2）所述正己烷体积为1～2mL，所述离心的速率为13000r/min，离心时间为3min。

在其中一些实施例中，上述提取方法中的所述油脂性食品基质是伍仁馅料、红莲蓉馅料、白莲蓉馅料或其组合；所述非油脂性食品基质是腐竹、米粉、面条或其组合。

本发明还提供一种食品中二氧化硫脲的检测方法，包括以下步骤：

（1）根据上述任一种提取方法得到食品基质的提取液；

（2）采用超高效液相色谱-质谱/质谱法对根据步骤（1）制得的提取液进行检测，所述超高效液相色谱-质谱/质谱法检测条件如下：

①色谱条件：

色谱柱：氨基色谱柱，50mm×2.1mm，1.7μm；

流动相：甲醇/水，体积比为80:20～95:5，等度洗脱；

流速：0.3±0.1mL/min；

进样量：2.0～3.0μL；

柱温：30±5℃。

②质谱条件：

离子源：ESI-，150℃；

去溶剂气温度：500℃；

去溶剂气：高纯氮气，1000L/h;

锥孔气：高纯氮气，50L/h；

碰撞气：高纯氮气，0.15mL/min；

检测模式：多反应检测（MRM）模式；

检测离子对：106.9>64.7，106.9>63.7；

锥孔电压：5～15V；

碰撞能：5～25eV。

优选地，上述检测方法中所述流动相甲醇/水的体积比为80：20。

优选地，所述锥孔电压为12V。

优选地，所述离子对106.9>64.7的碰撞能为7eV；离子对106.9>63.7的碰撞能为12eV。

优选地，进样量为2.0μL。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

首先，本发明的通过大量实验，确定了最优化组合的样品前处理，该方法简单，可适合多类食品基质，提取液中二氧化硫脲回收率高；其次，本发明采用超高效液相色谱-质谱/质谱，测定样品中二氧化硫脲的含量，采用最优的检测参数，基质干扰少，检出限低，准确度高，推广适应性好；最后，本发明填补了目前在食品中二氧化硫脲的检测方法的空白，为食品质量控制、食品安全检测提供重要技术支持，具有良好的经济与社会效益。

附图说明

图1为二氧化硫脲的二级质谱图。

图2为浓度为10.0μg/L的二氧化硫脲的提取离子色谱图。

图3为未添加二氧化硫脲的伍仁馅料样品的定量离子色谱图。

图4为二氧化硫脲添加浓度为20.0μg/L的伍仁馅料样品的定量离子色谱图。

图5为未添加二氧化硫脲的红莲蓉馅料样品的定量离子色谱图。

图6为二氧化硫脲添加浓度为20.0μg/L的红莲蓉馅料样品的定量离子色谱图。

图7为未添加二氧化硫脲的白莲蓉馅料样品的定量离子色谱图。

图8为二氧化硫脲添加浓度为20.0μg/L的白莲蓉馅料样品的定量离子色谱图。

图9为未添加二氧化硫脲的腐竹样品的定量离子色谱图。

图10为二氧化硫脲添加浓度为10.0μg/L的腐竹样品的定量离子色谱图。

图11为未添加二氧化硫脲的米粉样品的定量离子色谱图。

图12为二氧化硫脲添加浓度为10.0μg/L的米粉样品的定量离子色谱图。

图13为未添加二氧化硫脲的面条样品的定量离子色谱图。

图14为二氧化硫脲添加浓度为10.0μg/L的面条样品的定量离子色谱图。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。

实施例1

本实施例是提取和测定馅料原料中二氧化硫脲含量的示例，包括以下步骤：

（1）二氧化硫脲基质校准工作溶液的配制：

称取二氧化硫脲0.010g（精确到0.0001g），用超纯水溶解后转移至100mL容量瓶中，加入乙腈定容，配制成100mg/L的二氧化硫脲标准储备液；

选用阴性馅料样品，按步骤（2）处理后的待测液将二氧化硫脲标准储备液逐级稀释成浓度为1.0、2.0、5.0、20.0、50.0、200.0μg/L的系列基质校准工作溶液。

（2）提取液的制备：

称取5.0g（精确至0.01g）样品（馅料原料）于50mL塑料离心管中，加入10mL乙腈，涡旋振荡1min后，超声浸提10min，4000r/min离心5min，取上清液于40℃水浴氮气吹至近干，加入乙腈/水（V/V=80/20）溶液溶解残渣并定容至1mL，加入1mL正己烷，涡旋振荡3min除脂，13000r/m高速离心3min，下层清液过0.22μm滤膜，得提取液，待测。

（3）超高效液相色谱-质谱/质谱测定：

对待测液进行超高效液相色谱-质谱/质谱测定，色谱条件为：

色谱柱：氨基色谱柱，50mm×2.1mm，1.7μm；

流动相：甲醇/水溶液，甲醇/水的体积比为80：20，等度洗脱；

流速：0.3±0.1mL/min；

进样量：2.0μL；

柱温：30±5℃。

质谱条件为：

离子源：ESI-，150℃；

去溶剂气温度：500℃；

去溶剂气：高纯氮气，1000L/h;

锥孔气：高纯氮气，50L/h；

碰撞气：高纯氮气，0.15mL/min；

检测模式：多反应检测（MRM）模式；

检测离子对：根据图1中的二氧化硫脲二级质谱图获得定性和定量离子对为106.9>64.7（定量离子对），106.9>63.7；

锥孔电压：12V；

碰撞能：离子对106.9>64.7为7eV，离子对106.9>63.7为12eV。

（4）绘制标准曲线：

取步骤（1）配制的系列基质校准工作液，浓度由低到高依次进行超高效液相色谱-质谱/质谱检测，其中10.0μg/L的提取离子色谱图见附图2；

以二氧化硫脲的定量离子对色谱峰面积为纵坐标，二氧化硫脲的质量浓度为横坐标，绘制标准曲线。

（5）回收率测定：

称取5.0g（精确至0.01g）样品（馅料原料），分别添加样品加标浓度为2.0、5.0、20.0μg/L三个浓度的标准溶液后，再按步骤（2）制备待测液，并按步骤（3）进行超高效液相色谱-质谱/质谱测定，并按照如下公式计算回收率：

回收率（%）=加标试样测定值÷同浓度基质校准工作液测定值×100%

（6）精密度测定：

取步骤（5）中含有样品加标的3种标准溶液，每个添加浓度各按照步骤（2）和步骤（3）做6个平行实验，按照如下公式计算精密度：

标准偏差： $S=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}{n-1}}$

精密度： $\mathrm{RSD}=\frac{S}{\stackrel{\‾}{x}}\×100\%$

其中，x_i为第i个平行实验的测定值，为6次平行实验的平均值。

（7）方法检出限和定量限：

根据步骤（4）得到的二氧化硫脲定量离子对的提取离子色谱图，以信噪比3（S/N=3）对应的浓度作为方法的检出限，以信噪比10（S/N=10）对应的浓度作为方法的定量下限。

实施例2

本实施例是伍仁馅料的对照/加标试样中的二氧化硫脲含量的提取和测定示例，结果如图3、图4所示。

1、对照试样：

取未添加二氧化硫脲的伍仁馅料样品，按照实施例1中的提取和测定方法对伍仁馅料样品中的二氧化硫脲含量进行提取和测定，试验结果见图3。

如图3所示：对照伍仁馅料样品中不含有二氧化硫脲。

2、加标试样：

取未添加二氧化硫脲的伍仁馅料样品，分别添加浓度为2.0、5.0和20.0μg/L的二氧化硫脲标准溶液，再按照实施例1中的提取和测定方法进行提取和测定，试验结果（20.0μg/L）见图4。

伍仁馅料基质校准溶液的线性方程为y=5.54x-1.56，相关系数为0.9994，定量限为1.8μg/L。加标浓度为2.0、5.0和20.0μg/L的平均回收率分别为84.6%、90.7%和94.2%，相对标准偏差（RSD,n=6）分别为7.4%、5.9%和4.3%。

实施例3

本实施例是提取和测定红莲蓉馅料的对照/加标试样中二氧化硫脲含量的示例，结果如图5、图6所示。

1、对照试样：

取未添加二氧化硫脲的红莲蓉馅料样品，按照实施例1中的提取和测定方法对红莲蓉馅料样品中的二氧化硫脲含量进行提取和测定，试验结果见图5。

如图5所示：对照红莲蓉馅料样品中不含有二氧化硫脲。

2、加标试样：

取未添加二氧化硫脲的红莲蓉馅料样品，分别添加浓度为2.0、5.0和20.0μg/L的二氧化硫脲标准溶液，再按照实施例1中的提取和测定方法进行提取和测定，试验结果（20.0μg/L）见图6。

红莲蓉馅料基质校准溶液的线性方程为y=7.06x-0.83，相关系数为0.9995，定量限为1.3μg/L。如图6所示，加标浓度为2.0、5.0和20.0μg/L的平均回收率分别为92.3%、98.8%和101%，相对标准偏差（RSD,n=6）分别为8.5%、6.3%和7.0%。

实施例4

本实施例是白莲蓉馅料的对照/加标试样中二氧化硫脲含量的提取和测定示例，结果如图7、图8所示。

1、对照试样：

取未添加二氧化硫脲的白莲蓉馅料基质，按照实施例1中的提取和测定方法对白莲蓉馅料样品中的二氧化硫脲含量进行提取和测定，试验结果见图7。

如图7所示：对照白莲蓉馅料基质中不含有二氧化硫脲。

2、加标试样：

取未添加二氧化硫脲的白莲蓉馅料基质，分别添加浓度为2.0、5.0和20.0μg/L的二氧化硫脲标准溶液，再按照实施例1中的提取和测定方法进行提取和测定，试验结果（20.0μg/L）见图8。

白莲蓉馅料基质校准溶液的线性方程为y=3.97x-2.08，相关系数为0.9990，定量限为1.1μg/L。如图8所示，加标浓度为2.0、5.0和20.0μg/L的平均回收率分别为86.8%、83.5%和89.6%，相对标准偏差（RSD,n=6）分别为3.3%、4.5%和2.7%。

实施例5

本实施例是提取和测定腐竹、米粉、面条等非油脂性食品中二氧化硫脲含量的示例，包括以下步骤：

（1）二氧化硫脲基质校准工作溶液的配制：

称取二氧化硫脲0.010g（精确到0.0001g），用超纯水溶解后转移至100mL容量瓶中，加入乙腈定容，配制成100mg/L的二氧化硫脲标准储备液，用水：乙腈=1:9（V/V）溶液逐级稀释成浓度为1.0、2.0、5.0、10.0、50.0、200.0μg/L系列标准工作溶液。

（2）提取液的制备：

称取5.0g（准确至0.01g）打成粉末状的均质样品（非油脂性食品）于50mL塑料离心管中，加入10mL甲醇，涡旋振荡1min后，超声浸提10min，4000r/min离心5min，取上清液于40℃水浴氮气吹至近干，加入乙腈/水（V/V=80/20）溶液溶解残渣并定容至1mL，过0.22μm滤膜，得提取液待测。

（3）测定：

根据实施例1中的仪器条件进行超高效液相色谱-质谱/质谱测定。

（4）线性方程

取步骤（1）配制的系列标准工作液，浓度由低到高一次进行超高效液相色谱检测，以二氧化硫脲定量离子对的提取离子色谱峰面积为纵坐标，二氧化硫脲的质量浓度为横坐标，绘制标准曲线，得到线性方程为y=10.70x-1.41，相关系数为0.9997，二氧化硫脲浓度与其对应的峰面积值呈良好线性关系。

（5）回收率、精密度、检出限和定量限的测定

根据实施例1中所述的方法进行方法回收率、精密度、检出限和定量限的测定。

实施例6

本实施例是提取和测定腐竹的对照/加标试样中二氧化硫脲含量的示例，试验结果如图9、图10所示。

1、对照试样：

取未添加二氧化硫脲的腐竹样品，按照实施例5中的提取和测定方法对腐竹样品中的二氧化硫脲含量进行提取和测定，试验结果见图9。

如图9所示：对照腐竹样品中不含有二氧化硫脲。

2、加标试样：

取未添加二氧化硫脲的腐竹样品，分别添加浓度为1.0、2.0和10.0μg/L的二氧化硫脲标准溶液，再按照实施例5中的提取和测定方法进行提取和测定，试验结果（10.0μg/L）见图10。

如图10所示，定量限为0.5μg/L。加标浓度为1.0、2.0和10.0μg/L的平均回收率分别为105%、95.8%和98.3%，相对标准偏差（RSD,n=6）分别为6.0%、4.7%和6.1%。

实施例7

本实施例是提取和测定米粉的对照/加标试样中二氧化硫脲含量的示例，试验结果如图11、图12所示。

1、对照试样：

取未添加二氧化硫脲的米粉样品，按照实施例5中的提取和测定方法对米粉样品中的二氧化硫脲含量进行提取和测定，试验结果见图11。

如图11所示：对照米粉样品中不含有二氧化硫脲。

2、加标试样：

取未添加二氧化硫脲的米粉样品，分别添加浓度为1.0、2.0和10.0μg/L的二氧化硫脲标准溶液，再按照实施例5中的提取和测定方法进行提取和测定，试验结果（10.0μg/L）见图12。

如图12所示，定量限为0.5μg/L。加标浓度为1.0、2.0和10.0μg/L的平均回收率分别为110%、92.6%和96.8%，相对标准偏差（RSD,n=6）分别为7.2%、4.4%和5.1%。

实施例8

本实施例是提取和测定面条的对照/加标试样中二氧化硫脲含量的示例，试验结果如图13、图14所示。

1、对照试样：

取未添加二氧化硫脲的面条样品，按照实施例5中的提取和测定方法对面条样品中的二氧化硫脲含量进行提取和测定，试验结果见图13。

如图13所示：对照面条样品中不含有二氧化硫脲。

2、加标试样：

取未添加二氧化硫脲的面条样品，分别添加浓度为1.0、2.0和10.0μg/L的二氧化硫脲标准溶液，再按照实施例5中的提取和测定方法进行提取和测定，试验结果（10.0μg/L）见图14。

如图14所示，定量限为0.5μg/L。加标浓度为1.0、2.0和10.0μg/L的平均回收率分别为95.8%、98.6%和94.7%，相对标准偏差（RSD,n=6）分别为4.4%、5.1%和5.7%。

综上所述，从实施例1-8的实验和数据可见，本发明方法定量限低于2μg/L，方法回收率在84.6～110%之间，相对标准偏差在3.3～8.5%之间，说明本发明方法定量限低，方法回收率高，精确度好。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种食品中二氧化硫脲的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）称取食品基质5.0g，所述食品基质为油脂性食品基质或非油脂性食品基质；加入有机溶剂并充分混合，超声浸提并离心，取上清液水浴氮气吹至近干，用上机溶剂复溶残渣并定容至1ml，得油脂性食品基质的复溶液或非油脂性食品基质的复溶液；所述有机溶剂为乙腈或甲醇；

（2）取步骤（1）所得油脂性食品基质复溶液用正己烷反萃取除脂，离心，取下清液；过0.22μm滤膜，即得提取液；

或

（2）取步骤（1）所得非油脂性食品基质复溶液过0.22μm滤膜，即得提取液。

2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述上机溶剂为体积比为80：20～90：10的乙腈/水溶液。

3.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述上机溶剂为体积比为80：20的乙腈/水溶液。

4.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，

步骤（1）所述充分混合的方式为涡旋振荡，且涡旋振荡时间为0.5～1min；

所述超声浸提的时间为5～25min；

所述离心速率为4000r/min，离心时间为5min。

5.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，

步骤（2）所述正己烷体积为1～2mL；

所述离心的速率为13000r/min，离心时间为3min。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的食品中二氧化硫脲的提取方法，其特征在于，所述油脂性食品基质是伍仁馅料、红莲蓉馅料、白莲蓉馅料或其组合；所述非油脂性食品基质是腐竹、米粉、面条或其组合。

7.一种食品中二氧化硫脲的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据权利要求1-6中任一项所述的提取方法得到食品基质的提取液；

（2）采用超高效液相色谱-质谱/质谱法对按照步骤（1）所制得的提取液进行检测，所述超高效液相色谱-质谱/质谱法的检测条件如下：

①色谱条件：

色谱柱：氨基色谱柱，50mm×2.1mm，1.7μm；

流动相：甲醇/水，甲醇与水的体积比为80:20～95:5，等度洗脱；

流速：0.3±0.1mL/min；

进样量：2.0～3.0μL；

柱温：30±5℃；

②质谱条件：

离子源：ESI-，150℃；

去溶剂气温度：500℃；

去溶剂气：高纯氮气，1000L/h;

锥孔气：高纯氮气，50L/h；

碰撞气：高纯氮气，0.15mL/min；

检测模式：多反应检测模式；

检测离子对：106.9>64.7，106.9>63.7；

锥孔电压：5～15V；

碰撞能：5～25eV。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述流动相中甲醇与水的体积比为80：20。

9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述锥孔电压为12V。

10.根据权利要求7-9任一项所述的检测方法，其特征在于，所述离子对106.9>64.7的碰撞能为7eV；离子对106.9>63.7的碰撞能为12eV。