一种超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量的方法
技术领域
本发明涉及食品中有害成分的检测领域,具体而言,涉及一种超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量的方法。
背景技术
生物胺是一类具有生物活性的含氮有机化合物的总称,可以看作是氨分子中1-3个氢原子被烷基或芳基取代后形成的低分子量生物碱。根据结构,可以将生物胺分成脂肪族(腐胺、尸胺、精胺、亚精胺等)、芳香族(酪胺、苯乙胺等)和杂环族(组胺、色胺等)三大类。生物胺参与机体正常代谢,是激素类、生物碱、核酸和蛋白质合成的重要前体物质,大多数具有强烈的生理活性,如促进生长、增强代谢活力和调节血压等。
生物胺主要由氨基酸脱羧作用形成,少部分通过醛或酮的胺化作用形成,各种动植物组织细胞中都含有少量的生物胺。作为食品新鲜度的重要指标,生物胺主要由分泌氨基酸脱羧酶的微生物代谢形成,尤其是蛋白质含量丰富的食品,如发酵香肠和鱼肉制品、奶酪、发酵豆制品和饮料(啤酒,苹果酒、葡萄酒等)。生物胺不仅是食物香气的重要来源,也是N-亚硝基化合物合成的前体。当人体摄入过量生物胺时,极易引起神经系统和心血管系统损伤。
目前,食品中生物胺的测定方法较多,在灵敏度、精密度、特异性、检测成本和所耗时间等方面各有利弊。其中,毛细管电泳法(CZE)具有无需衍生直接检测的优点,且具有较高的灵敏度,其分离速度快、仪器简单,但样品前处理有一定的局限,不能引入过多有机溶剂,限制了液液萃取法(LLE)的应用;酶生物传感器法,简便快速、检测限较低、特异性强,但目标酶筛选困难且容易失活,导致成本较高、重现性差;薄层色谱法(TLC)成本低、操作简单、快速,但灵敏度稍低,只能用于生物胺定性与半定量测定;高效液相色谱(HPLC)或气相色谱法(GC)准确性好,分离度和灵敏度较高,但分析时间长、有机溶剂载量大,成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量的方法,以解决上述的问题。
在本发明的实施例中提供了一种超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量的方法,包括以下步骤:
利用HClO4溶液对质量为m的待测食品进行生物胺的提取处理,得到体积为V的上清液;在所述上清液中加入等体积的正己烷溶液进行萃取,重复1-2次,弃去上层有机相部分,得到净化后的提取液;
将所述净化后的提取液进行柱前衍生化,得到衍生化的提取液;
采用超高效合相色谱仪检测所述衍生化的提取液中生物胺的含量,得到提取液中所含生物胺的质量浓度;
所述超高效合相色谱仪的检测条件为:
色谱柱的直径为3.0mm、柱长为100mm、填料粒径为1.8μm,填料为高强度硅胶颗粒;流动相为超临界二氧化碳与正己烷/异丙醇/氨水溶液的混合体系,正己烷:异丙醇:氨水的体积比为65-75:25-35:0.10-0.20;采用梯度洗脱,其中,超临界二氧化碳在不同时间段的体积百分比为:0-0.2min为96%-100%,0.2-5.0min为68%-72%,5.0-7.2min为96%-100%;分析时间:6.5-8.5min;柱温:40-60℃;进样量:0.5-10μl;流速:1.5-2.5ml/min;检测波长为254nm;
通过以下公式计算得到待测食品中生物胺的含量为:(质量浓度*V)/m。
优选地,所述生物胺包括精胺、亚精胺、腐胺、尸胺、色胺、苯乙胺、组胺和酪胺中的一种或多种。
优选地,所述提取处理具体为:
取质量m为3.0-6.0g的待测样品,加入10ml的0.4mol/L的HClO4,旋涡振荡5-10min,离心,收集上清液。
优选地,采用0.4mol/L的HClO4提取待测食品中的生物胺两次,收集上清液。
优选地,将所述净化后的提取液用0.4mol/L的HClO4定容至25ml。
优选地,所述柱前衍生化处理方法具体为:
取所述净化后的提取液1.0ml、2mol/L氢氧化钠溶液200μl、饱和碳酸氢钠溶液300μl和10mg/ml丹磺酰氯的丙酮溶液1ml,振荡混匀,于35-45℃避光反应40-50min,每隔8-10min振荡一次;
加入100μl的氨水终止反应,室温下避光静置20-40min,取乙腈定容至5.0ml,振荡混匀,经0.22μm滤膜过滤后供色谱分析。
优选地,所述超高效合相色谱仪检测时:所述进样量为5.0μl。
优选地,所述超高效合相色谱仪检测时:波长补偿范围为350-450nm。
优选地,所述超高效合相色谱仪检测时:备压为1800-2200psi。
本发明实施例提供的一种超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量的方法,采用超高效合相色谱法(ultra-performance convergencechromatography,UPC2)测定食品中生物胺含量,并以超临界二氧化碳与正己烷/异丙醇/氨水溶液的混合体系为流动相,其黏度低,传质性能好,所以分析时间快、溶剂载量少、环境污染小。
附图说明
图1示出了本发明实施例4中生物胺混标色谱图;
图2示出了本发明实施例4中鱼露样品中生物胺的色谱图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。
本发明实施例中提供了一种超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量的方法,包括以下步骤:
利用HClO4溶液对质量为m的待测食品进行生物胺的提取处理,得到体积为V的上清液;在所述上清液中加入等体积的正己烷溶液进行萃取,重复1-2次,弃去上层有机相部分,得到净化后的提取液;
将所述净化后的提取液进行柱前衍生化,得到衍生化的提取液;
采用超高效合相色谱仪检测所述衍生化的提取液中生物胺的含量,得到提取液中所含生物胺的质量浓度;
所述超高效合相色谱仪的检测条件为:
色谱柱的直径为3.0mm、柱长为100mm、填料粒径为1.8μm,填料为高强度硅胶颗粒;流动相为超临界二氧化碳与正己烷/异丙醇/氨水溶液的混合体系,正己烷:异丙醇:氨水的体积比为65-75:25-35:0.10-0.20;采用梯度洗脱,其中,超临界二氧化碳在不同时间段的体积百分比为:0-0.2min为96%-100%,0.2-5.0min为68%-72%,5.0-7.2min为96%-100%;分析时间:6.5-8.5min;柱温:40-60℃;进样量:0.5-10μl;流速:1.5-2.5ml/min;检测波长为254nm;
通过以下公式计算得到待测食品中生物胺的含量为:(质量浓度*V)/m。
本发明实施例提供的一种超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量的方法,采用超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量,并以超临界二氧化碳与正己烷/异丙醇/氨水溶液的混合体系为流动相,其黏度低,传质性能好,所以分析时间快、溶剂载量少、环境污染小。
分析时间设定为6.5-8.5min,样品中所有生物胺种类均出峰,节约测定时间。设定不同的流速,观察得到不同的色谱图,在超高效合相色谱仪检测时,流速为1.5-2.5ml/min,得到的色谱峰分离度好,峰型好。
检测时,生物胺在254nm处有最大吸收,其中优选为254nm作为检测波长。优选地,所述超高效合相色谱仪检测时:柱温为40-60℃。对不同柱温进行考察,经过多次试验后,采用40-60℃分离效果好,其中,采用50℃的分离效果最佳,灵敏度更高,优选地,柱温为50℃。
优选地,所述生物胺包括精胺、亚精胺、腐胺、尸胺、色胺、苯乙胺、组胺和酪胺中的一种或多种。
优选地,所述提取处理具体为:
取质量m为3.0-6.0g的待测样品,加入10ml的0.4mol/L的HClO4,旋涡振荡5-10min,离心,收集上清液。
为了将含有生物胺的食品中的生物胺提取的更彻底,优选地,采用0.4mol/L的HClO4提取待测食品中的生物胺两次,收集上清液。
为了得到的上清液杂质含量更少,优选地,在所述上清液中加入等体积的正己烷溶液进行净化处理;所述净化处理为1-2次,弃去上层有机相部分,得到净化处理液;将所述净化处理液用0.4mol/L的HClO4定容至25ml。
提取液中的生物胺可以被检测到,对提取液中的生物胺进行柱前衍生化。柱前衍生化处理方法具体为:取所述净化后的提取液1.0ml、2mol/L氢氧化钠溶液200μl、饱和碳酸氢钠溶液300μl和10mg/ml丹磺酰氯的丙酮溶液1ml,振荡混匀,于35-45℃避光反应40-50min,每隔8-10min振荡一次;
加入100μl的氨水终止反应,室温下避光静置20-40min,取乙腈定容至5.0ml,振荡混匀,经0.22μm滤膜过滤后供色谱分析。
提取样品中生物胺的浓度决定进样的体积,对得到的过滤液,进样时,优选地,所述超高效合相色谱仪检测时:进样体积为5.0μl,该进样体积可以保证峰面积在比较合理的范围,避免超出仪器的检测范围内。
不同的备压进样,得到不同的色谱图,超高效合相色谱仪检测时,备压为1800-2200psi范围得到的峰型分离度好。
波长的补偿是为了去除基线噪音干扰,设定不同的波长补偿范围,根据不同波长补偿范围观察得到的峰型,波长补偿范围为350-450nm时,得到的峰型对称性好、选择性强、干扰少。
实施例1
(a)样品预处理:准确称取3.0g待测样品,置于50ml离心管中,加入10ml HClO4溶液(0.4mol/L),涡旋振荡5min,于4℃下3040×g离心10min,滤纸过滤,收集上清液。沉淀物用10mlHClO4(0.4mol/L)溶液重复提取一次,合并上清液。
(b)净化处理:取上述样品上清液,加入等体积正己烷溶液,涡旋振荡5min,弃去上层有机相,收集含HClO4部分,重复进行两次,转移至25ml棕色容量瓶,用0.4mol/L的HClO4溶液定容到刻度。
(c)柱前衍生化:取所述净化提取液1.0ml、2mol/L氢氧化钠溶液200μl、饱和碳酸氢钠溶液300μl和10mg/ml丹磺酰氯的丙酮溶液1ml,振荡混匀,于35℃避光反应40min,每隔10min振荡一次;加入100μl的氨水终止反应,室温下避光静置20min,取乙腈定容至5.0ml,振荡混匀,得到衍生化液;取适量衍生化液经0.22μm滤膜过滤以用于超高效合相色谱分析。
(d)超高效合相色谱法条件为:色谱柱:ACQUITY UPC2HSSC18SB色谱柱,3.0×100mm,1.8μm;流动相:超临界二氧化碳与正己烷/异丙醇/氨水溶液的混合液,正己烷:异丙醇:氨水的体积比为65:25:0.10;采用梯度洗脱,其中,超临界二氧化碳在不同时间段的体积百分比为:0-0.2min为96%,0.2-5.0min为68%,5.0-7.2min为96%;分析时间:8.5min;检测波长:254nm,波长补偿范围350-450nm;备压:2200psi;流速:1.5ml/min,柱温40℃,进样体积:10.0μl。
(e)将步骤(d)测定数值与生物胺标准品线性回归方程对比,得到食品样品中不同生物胺种类的含量。
生物胺标准品线性回归方程:称取精胺,亚精胺,腐胺,尸胺,色胺,苯乙胺,组胺和酪胺各100mg放于100ml棕色容量瓶中,用0.4mol/L的HClO4定容至刻度,即得浓度为1.0mg/ml的生物胺标准品的单标储备液;取单标储备液各10.0ml于100ml棕色容量瓶中,0.4mol/L的HClO4稀释至刻度,即得生物胺标准品的混标储备液。分别取混标储备液,用0.4mol/L的HClO4稀释为浓度为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0μg/ml梯度的标准溶液,分别按步骤(c)进行柱前衍生化,经0.22μm滤膜过滤后,取适量采用超高效合相色谱仪进行检测,超高效合相色谱法条件同步骤(d);以峰面积-浓度作为线性回归,得到生物胺标准品的线性回归方程。
实施例2
(a)样品预处理:准确称取4.5g待测样品,置于50ml离心管中,加入20ml HClO4溶液(0.4mol/L),涡旋振荡7min,于4℃下3040×g离心10min,滤纸过滤,收集上清液。
(b)净化处理:取上清液,加入等体积正己烷溶液,涡旋振荡3min,弃去上层有机相,收集含HClO4部分,转移至25ml棕色容量瓶,用0.4mol/L的HClO4溶液定容到刻度。
(c)柱前衍生化:取所述净化提取液1.0ml、2mol/L氢氧化钠溶液200μl、饱和碳酸氢钠溶液300μl和10mg/ml丹磺酰氯的丙酮溶液1ml,振荡混匀,于40℃避光反应45min,每隔9min振荡一次;加入100μl的氨水终止反应,室温下避光静置30min,取乙腈定容至5ml,振荡混匀,得到衍生化液;取适量衍生化液经0.22μm滤膜过滤以用于超高效合相色谱分析。
(d)超高效合相色谱法条件为:色谱柱:ACQUITY UPC2HSSC18SB色谱柱,3.0×100mm,1.8μm;流动相:超临界二氧化碳与正己烷/异丙醇/氨水溶液的混合液,正己烷:异丙醇:氨水的体积比为70:30:0.15;采用梯度洗脱,超临界二氧化碳在不同时间段的体积百分比为:0-0.2min为98%,0.2-5.0min为70%,5.0-7.2min为98%;分析时间:7.0min;检测波长:254nm,波长补偿范围350-450nm;备压:2000psi;流速:2.0ml/min,柱温50℃,进样体积:5.0μl。
(e)将步骤(d)测定数值与生物胺标准品线性回归方程对比,得到食品样品中不同生物胺种类的含量。
生物胺标准品线性回归方程:称取精胺,亚精胺,腐胺,尸胺,色胺,苯乙胺,组胺和酪胺各100mg放于100ml棕色容量瓶中,用0.4mol/L的HClO4定容至刻度,即得浓度为1.0mg/ml的生物胺标准品的单标储备液;取单标储备液各10.0ml于100ml棕色容量瓶中,0.4mol/L的HClO4稀释至刻度,即得生物胺标准品的混标储备液。分别取混标储备液,用0.4mol/L的HClO4稀释为浓度为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0μg/ml梯度的标准溶液,分别按步骤(c)进行柱前衍生化,经0.22μm滤膜过滤后,取适量采用超高效合相色谱仪进行检测,超高效合相色谱法条件同步骤(d);以峰面积-浓度作为线性回归,得到生物胺标准品的线性回归方程。
实施例3
(a)样品预处理:准确称取6.0g待测样品,置于50ml离心管中,加入10ml HClO4溶液(0.4mol/L),涡旋振荡10min,于4℃下3040×g离心10min,滤纸过滤,收集上清液。沉淀物用10ml HClO4(0.4mol/L)溶液重复提取一次,合并上清液。
(b)净化处理:取上述样品上清液,加入等体积正己烷溶液,涡旋振荡8min,弃去上层有机相,收集含HClO4部分,重复进行2次,转移至25ml棕色容量瓶,用0.4mol/L的HClO4溶液定容到刻度。
(c)柱前衍生化:取所述净化提取液1.0ml、2mol/L氢氧化钠溶液200μl、饱和碳酸氢钠溶液300μl和10mg/ml丹磺酰氯的丙酮溶液1ml,振荡混匀,于45℃避光反应50min,每隔8min振荡一次;加入100μl的氨水终止反应,室温下避光静置40min,取乙腈定容至5ml,振荡混匀,得到衍生化液;取适量衍生化液经0.22μm滤膜过滤以用于超高效合相色谱分析。
(d)超高效合相色谱法条件为:色谱柱:ACQUITY UPC2HSSC18SB色谱柱,3.0×100mm,1.8μm;流动相:超临界二氧化碳与正己烷/异丙醇/氨水溶液的混合液,正己烷:异丙醇:氨水的体积比为75:35:0.20;采用梯度洗脱,超临界二氧化碳在不同时间段的体积百分比为:0-0.2min为100%,0.2-5.0min为72%,5.0-7.2min为100%;分析时间:6.5min,检测波长:254nm,波长补偿范围350-450nm;备压:1800psi;流速:2.5ml/min,柱温60℃,进样体积:0.5μl。
(e)将步骤(d)测定数值与生物胺标准品线性回归方程对比,得到食品样品中不同生物胺种类的含量。
生物胺标准品线性回归方程:称取精胺,亚精胺,腐胺,尸胺,色胺,苯乙胺,组胺和酪胺各100mg放于100ml棕色容量瓶中,用0.4mol/L的HClO4定容至刻度,即得浓度为1.0mg/ml的生物胺标准品的单标储备液;取单标储备液各10.0ml于100ml棕色容量瓶中,0.4mol/L的HClO4稀释至刻度,即得生物胺标准品的混标储备液。分别取混标储备液,用0.4mol/L的HClO4稀释为浓度为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0μg/ml梯度的标准溶液,分别按步骤(c)进行柱前衍生化,经0.22μm滤膜过滤后,取适量采用超高效合相色谱仪进行检测,超高效合相色谱法条件同步骤(d);以峰面积-浓度作为线性回归,得到生物胺标准品的线性回归方程。
实施例4
(a)样品预处理:准确称取6.0g市售鱼露样品,置于50ml离心管中,加入10ml HClO4溶液(0.4mol/L),涡旋振荡5min,于4℃下3040×g离心10min,滤纸过滤,收集上清液。沉淀物用10mlHClO4(0.4mol/L)溶液重复提取一次,合并上清液。
(b)净化处理:在上清液中加入等体积正己烷溶液,涡旋振荡5min,弃去上层有机相,收集含HClO4部分,重复进行两次,转移至25ml棕色容量瓶,用0.4mol/L的HClO4溶液定容到刻度。
(c)柱前衍生化:取所述净化提取液1.0ml、2mol/L氢氧化钠溶液200μl、饱和碳酸氢钠溶液300μl和10mg/ml丹磺酰氯的丙酮溶液1ml,振荡混匀,于40℃避光反应45min,每隔10min振荡一次;加入100μl的氨水终止反应,室温下避光静置30min,取乙腈定容至5ml,振荡混匀,得到衍生化液;取适量衍生化液经0.22μm滤膜过滤以用于超高效合相色谱分析。
(d)超高效合相色谱法条件为:色谱柱:ACQUITY UPC2HSSC18SB色谱柱,3.0×100mm,1.8μm;流动相:超临界二氧化碳与正己烷/异丙醇/氨水溶液的混合液,正己烷:异丙醇:氨水的体积比为70:30:0.15;采用梯度洗脱,超临界二氧化碳在不同时间段的体积百分比为:0-0.2min为98%,0.2-5.0min为70%,5.0-7.2min为98%;分析时间:7.5min,检测波长:254nm,波长补偿范围350-450nm;备压:2000psi;流速:2.0ml/min,柱温50℃,进样体积:10.0μl。
(e)进样6次,将测定数值与生物胺标准品线性回归方程对比,得到食品样品中不同生物胺种类的含量。
生物胺标准品线性回归方程:生物胺的不同种类-精胺、亚精胺、腐胺、尸胺、色胺、苯乙胺、组胺和酪胺均购于Fluka Chemicals AG(Buchs,Switzerland),称取精胺,亚精胺,腐胺,尸胺,色胺,苯乙胺,组胺和酪胺各100mg放于100ml棕色容量瓶中,用0.4mol/L的HClO4定容至刻度,即得浓度为1.0mg/ml的生物胺标准品的单标储备液;取单标储备液各10.0ml于100ml棕色容量瓶中,0.4mol/L的HClO4稀释至刻度,即得生物胺标准品的混标储备液。分别取混标储备液,用0.4mol/L的HClO4稀释为浓度为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0μg/ml梯度的标准溶液,分别按步骤(c)进行柱前衍生化,经0.22μm滤膜过滤后,取适量采用超高效合相色谱仪进行检测,超高效合相色谱法条件同步骤(d);各浓度分别进样6次,以其中一次的进样为例,以时间为横坐标,峰高为纵坐标,得到的色谱图如图1所示,其中,1-精胺,2-亚精胺,3-酪胺,4-色胺,5-腐胺,6-苯基乙胺,7-尸胺,8-组胺;记录数据,以浓度(C)为横坐标,平均峰面积(A)为纵坐标得到线性回归方程,如表1所示。
表18种生物胺的线性回归方程及相关参数
注:x:生物胺浓度(μg/ml);y:生物胺积分峰面积;*检出限:信噪比(S/N)为3;**定量限:信噪比(S/N)为10。
从图1可以看出,得到的8种生物胺分离效果佳,峰型好。从表1可以看出,得到的线性回归方程的R2均在0.9995以上,线性稳定,误差小。
鱼露样品中生物胺色谱图如图2所示;根据标准样品中生物胺线性回归方程得到鱼露样品中生物胺含量,如表2所示。
表2鱼露样品(n=8)中生物胺含量
注:ND:未检测到;RSD:相对标准偏差。
从表2可以看出,鱼露样品中所含生物胺分别为腐胺8.37mg/100g、尸胺20.15mg/100g、组胺17.65mg/100g、精胺23.01mg/100g,相对标准偏差为0.72%-1.02%,具有良好的重现性和再现性。
加样回收率试验
准确称取已知生物胺含量的鱼露样品5.0g(共24份),分别加入精胺,亚精胺,腐胺,尸胺,色胺,苯乙胺,组胺和酪胺的单标储备液(浓度为1.0mg/mL、体积分别为12.5、25.0、125.0μl)至每份鱼露样品。按实施例4中步骤(a)样品预处理、步骤(b)净化处理和步骤(c)柱前衍生化进行处理,在步骤(d)超高效合相色谱法检测条件下进样3次,计算结果见表3。
表3回收率试验
从表3可以看出,精胺,亚精胺,腐胺,尸胺,色胺,苯乙胺,组胺和酪胺这八种生物胺的平均回收率范围在93.4%-101.5%,相对标准偏差1.00%-2.97%。
本发明提供的超高效合相色谱法测定食品中生物胺含量的方法,能够同时准确测定食品中八种主要生物胺的含量,分析时间快、溶剂载量少,结果具有良好的分离度、灵敏度、线性、精密度和准确度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。