CN108828107A - 一种检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测方法。技术方案是：一种检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，按照以下步骤进行：1)样品制备：按GB/T 5491粮食、油料检验扦样、分样法执行；2)增香剂提取：称取经干燥后的试样，用滤纸包裹，置于索氏抽提器中，由抽提器冷凝管上端加入醚至接收瓶内，于水浴上加热，回流提取；3)浓缩：取下接收瓶，回流液过无水硫酸钠柱干燥，水浴中充氮保护旋转浓缩，氮气吹干，用乙醇溶解、混合并定容；然后离心分离若干分钟，取上清液过滤膜后备用；4)上机检测：将上述待测液上气相色谱质谱仪检测。该方法具有特异性强，操作简便，准确度高，实用的特点，适用于香米真伪的鉴别。

Description

一种检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法

技术领域

本发明涉及一种检测方法，尤其是气相色谱质谱联用鉴别香米真伪的检测方法。

背景技术

俗话说“民以食为天”，作为主食的大米在人们日常生活中占有十分重要的地位。随着人民生活水平的提高，对大米的食用品质要求也越来越受到重视；口感差的大米不大受欢迎，对口感好的大米和香米却十分喜爱。香米因自身含有香味物质，其香气不仅能诱发人的食欲，而且能使人们在进餐时享受精神上的愉悦，深受消费者的青睐，在世界稻米市场上占有相当的份额。

众所周知，大米的香气是由许多挥发性的芳香物质所组成的。国外对大米香气研究得比较早，有关报道亦较多。自上世纪60年代初开始对普通大米的挥发物进行研究，70年代末期起开始对香米香气进行了研究。1982年美国Buttery从泰国香米中鉴定出一种化合物--2-乙酰-1-吡咯啉是香米的特征香气成分，是香米区别于普通米香气的主要成分，是香米香气研究领域的一次重大发现。在香稻的育种和香味的判别上传统的鉴定方法主要采用咀嚼法、氢氧化钾法和热水法，这些方法主要是将香稻植株的某部分，或其糙米通过咀嚼或用氢氧化钾、热水处理，通过嗅觉判别香味的有无；这些方法简单方便，但缺乏客观标准。同样我国NY/T 596标准对成品香稻米中香味品质指标完全是由评价员的感官评定来判断。感官评定受人为影响较大，其结果会因人、环境、身体健康等情况不同而波动较大。我国对香米香气的研究虽然起步较晚，却取得了很大的进展。1992年姚惠源等发现糯米香草与香粳8618的主体呈香物质是同一种叫2-乙酰基吡啶的化合物，是香米香气研究领域的又一次重大发现。1996年无锡轻工大学曾承担大米增香剂研究的国家“九五”攻关项目，由此在大米增香、品质改良上的研究应运而生。

随着时代的进步，2009年10月卫生部发布公告为进一步规范与净化大米市场，切实保障消费者的身体健康。考虑到大米等粮食生产加工过程中使用香精香料缺乏工艺必要性，大米等粮食生产者禁止在生产加工过程中使用香精香料，将增香大米认定为掺假、造假产品。GB/T 1354大米国家标准中也明确的规定：在生产过程中除符合GB 5749规定的水之外不得添加任何物质。但仍有个别粮食生产加工企业和不法商贩为吸引顾客、扩大销售、牟取暴利、以次充好在普通大米中加入增香剂(香米香精)，假冒特定产地的优质大米，或是在劣质大米中加入香米香精，以去掉霉味，冒充新鲜大米。在网络第三方经营平台上随意搜索至今仍有不少店铺推销“香米香精”，销售各种泰国香米香精、香米味香精、稻花香米香精、竹香米香精、泰国香米粉末香精等。用增香剂生产冒牌香米的方法有多种，有的是把香精直接喷洒在大米上，有的是在大米抛光过程中进行；这些经过特别处理后再包装的“香米”，无法通过感官鉴别香米的真伪。

发明人针对市场上流通的增香剂(香米香精)进行了分析测试，发现这些香米香精都有含量不一的主要特征性香味物质-5,6,7,8-四氢喹喔啉。5,6,7,8-四氢喹喔啉(俗称环己吡嗪)，天然品存在于花生和榛子等中，具有烤榛子、烤花生香,具有爆玉米、咖啡、奶酪、坚果的味道并兼甜味的香味特征，被应用于香米香精中。

国内外对香米中2-乙酰-1-吡咯啉和2-乙酰基吡啶的分析文献资料较多，但还未有香米中5,6,7,8-四氢喹喔啉的鉴别、研究报道。为了加强对香米生产和销售的监管，有效监控香米中添加增香剂的造假行为，维护市场公平，建立一种高效、准确、实用的气相色谱-质谱联用法鉴别香米真伪的分析方法十分必要。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，该方法具有特异性强，操作简便，准确度高，实用的特点，适用于香米真伪的鉴别。

为了达到上述目的，发明人进行了广泛深入的研究试验，确定了以下的技术方案：

一种检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，按照以下步骤进行：

1)样品制备：按GB/T 5491粮食、油料检验扦样、分样法执行；

2)增香剂提取：称取经干燥后的试样，用滤纸包裹，置于索氏抽提器中，由抽提器冷凝管上端加入醚至接收瓶内，于水浴上加热，回流提取；

3)浓缩：取下接收瓶，回流液过无水硫酸钠柱干燥，水浴中充氮保护旋转浓缩，氮气吹干，用乙醇溶解、混合并定容；然后离心分离若干分钟，取上清液过滤膜后备用；

4)上机检测：将上述待测液上气相色谱质谱仪检测。

所述香米真伪鉴别是指测定香米中是否含有5,6,7,8-四氢喹喔啉特征物质的增香剂。

所述步骤2)的增香剂提取是：称取经干燥后的10g试样，用滤纸包裹，置于索氏抽提器中，由抽提器冷凝管上端加入醚至接收瓶内容积的三分之二处，于45℃水浴上加热，回流提取；

所述步骤3)的浓缩是：取下接收瓶，回流液过无水硫酸钠柱干燥，于45℃水浴中充氮保护旋转浓缩至近干，氮气吹干，用乙醇溶解、混合，并定容至2.00mL；然后在4000r/min离心机离心分离5min，取上清液过0.45μm滤膜后备用。

所述步骤2)中干燥是指105℃电热干燥箱中干燥30min；

所述步骤2)中称取中的试样是指不需粉碎的整粒米；

所述步骤2)中醚是指无水乙醚；

所述步骤2)中抽提时间为2.0h。

本发明的有益效果是：

1)选择了流通市场上增香剂(香米香精)中的共性特征-香味成分5,6,7,8-四氢喹喔啉作为目标物进行香米真伪的鉴别标准。

2)试样经干燥后称样、采用无水乙醚抽提，可减少试样和乙醚中的水分含量，消除试样中糖、水溶性淀粉、水溶性维生素及矿物质等在水中的溶解，避免了试样基质对质谱岀峰的干扰。抽提时间控制在2.0h，既能保证目标物的有效提取，又能减少试样中脂溶性成分的提取。

3)大米中添加的增香剂(香米香精)，附着在大米的表面，很少渗透到大米内部；若采用粉碎大米，则会受到滤纸包裹的紧密程度、空隙大小等因素的干扰而影响试样的重复性测定；因此选取整粒米作为试验对象有其优势。

4)该发明建立的检测方法具有线性良好，检测灵敏度高(试样中5,6,7,8-四氢喹喔啉的检出限为0.01mg/kg)，抗特异性好(平均回收率为85.48％，相对标准偏差为5.87％)，具有操作简便、准确、实用等优点，适用于香米中是否含有增香剂的鉴别，为大米的质量监管提供了有力的技术支撑。

附图说明

图1是经过检测，未添加增香剂的试样(编号为1的样品)的总离子流色谱图(TIC)。

图2是经过检测，添加有增香剂的试样(编号为3的样品)的总离子流色谱图(TIC)。

图3是经过检测，添加有增香剂的试样(编号为5的样品)的总离子流色谱图(TIC)。

图4是图2中峰1的质谱图。

图5是图3中峰2的质谱图。

图6是5,6,7,8-四氢喹喔啉的标准质谱图。

具体实施方式

本发明的思路是：采用合适的样品前处理技术，称取经干燥后一定量的试样，用滤纸包裹，置于索氏抽提器用醚进行回流提取，然后将回流液过无水硫酸钠柱干燥，水浴中旋转浓缩至近干，加入乙醇溶解、混合，定容，然后上离心机离心分离，取上清液过0.45μm滤膜后上气相色谱质谱仪检测。其中：

(1)方法中的第一要点是：试样必须经过干燥、用无水乙醚抽提，消除试样中糖、水溶性淀粉、水溶性维生素及矿物质等在水中的溶解，避免了试样基质对质谱岀峰的干扰，使试样中的目标物得到净化。

(2)方法中的第二要点是：大米中添加的增香剂(香米香精)，大多附着在大米的表面，很少渗透到大米内部；若采用粉碎大米检测，则会增加滤纸包裹的紧密程度、空隙大小等诸多干扰因素，影响试样的重复性测定结果；因此本发明选取整粒米作为试验对象。

(3)方法中的第三要点是：抽提时间控制在2.0h，既能减少试样中脂溶性成分的提取，又能使目标物5,6,7,8-四氢喹喔啉得到有效提取。

以下将本发明的有关细节描述如下：

1试剂和材料

除非另有说明，所有试剂均为分析纯，水为GB/T 6682规定的三级水。

无水乙醚；

无水乙醇；

无水硫酸钠；

脱脂棉；

滤纸；

0.45μm滤膜；

5,6,7,8-四氢喹喔啉标准贮备液：准确称取5,6,7,8-四氢喹喔啉100mg，溶于无水乙醇中，定容至100mL，贮于棕色瓶，此时5,6,7,8-四氢喹喔啉标准贮备液的浓度为1.0mg/mL。

2仪器和设备

气相色谱质谱联用仪；

分析天平：感量为0.0001g和0.01g；

索氏抽提器；

恒温水浴锅；

电热干燥箱；

高速离心机；

旋转蒸发仪。

本发明采用所有设备、仪器、元器件及试剂均直接外购获得。

3样品处理

3.1样品制备

按GB/T 5491粮食、油料检验扦样、分样法执行；即：香米扦样时，用包装扦样器槽口向下，从包的一端斜对角入包的另一端，然后槽口向上取出。所扦取的香米用四分法进行分样至接近所需试样量为止。5种香米的样品分别制备。

3.2增香剂提取

将香米试样置于105℃电热干燥箱中干燥30min，冷却后，称取10g(精确到0.01g)香米颗粒样品，用滤纸包裹，置于索氏抽提器中，由抽提器冷凝管上端加入无水乙醚至接受瓶内容积的三分之二处，于45℃水浴上加热，回流提取2.0h。

3.3浓缩

取下接收瓶，回流液过无水硫酸钠柱干燥，于45℃水浴中充氮保护旋转浓缩至近干，氮气吹干，用无水乙醇溶解、混合，并定容至2.00mL。然后在4000r/min离心机离心分离5min，取上清液过0.45μm滤膜后备用。

3.4上机检测

将5个样品(试样)的上清液上气相色谱质谱仪检测，获得5个试样的总离子流色谱图(TIC)；其中编号为2、4的两个试样的总离子流色谱图，与编号为1的试样的总离子流色谱图相同，故予以省略。

4气相色谱质谱测定参考条件

色谱条件：HP-INNOWAX毛细管柱(30m×0.25mmi.d.×0.25μm)；进样口温度：230℃；载气高纯氦气；流速1.0mL/min(恒流)；柱温初始温度100℃，保持2min后，以10℃/min升至200℃，保持8min；分流比15:1；进样量1μL。

质谱条件：EI源；电离能量70eV；离子源温度230℃；四极杆温度：150℃；溶剂延迟时间5.0min；选择离子采集(SIM)。

5色谱分离及定性分析

在选定的前处理条件及色谱-质谱条件下,对试样进行测定。图1是经过检测未添加增香剂的试样(未检出增香剂的试样)的总离子流色谱图(TIC)，图2、图3分别是经过检测添加有增香剂的试样(检出增香剂的试样)的总离子流色谱图(TIC)。由图1～3可知,峰1、峰2能与其它化合物获得有效分离，保留时间为10.13min。图4是图2中峰1的质谱图，图5为图3中峰2的质谱图；图6是5,6,7,8-四氢喹喔啉的标准质谱图(经NIST图库检索结果)；经图4～6比较可知：峰1和峰2为同一种物质，都为5,6,7,8-四氢喹喔啉。通过5,6,7,8-四氢喹喔啉标准质谱图解析，质核比m/z为106、119、133、134的碎片离子峰是5,6,7,8-四氢喹喔啉的主要特征离子。

6线性范围及灵敏度

根据响应值大小取适量5,6,7,8-四氢喹喔啉标准贮备液，稀释后按上述的色谱和质谱条件进行分析，以目标物峰面积对应目标物的浓度(mg/L)进行回归分析，结果表明5,6,7,8-四氢喹喔啉在0.5～5.0mg/L浓度范围内呈良好的线性关系，线性关系r大于0.99。通过不同浓度标准样品注入气相色谱质谱联用仪，根据信噪比S/N＝3进行计算，折合到样品中的检出限为0.01mg/kg。

7精密度和回收率

按本发明方法操作，对编号为5的香米试样分别取6份进行6次平行测定,测得样品中5,6,7,8-四氢喹喔啉含量重复性良好，其相对标准偏差(RSD)为5.87％。采用加标回收的方式验证了检测的准确度，5,6,7,8-四氢喹喔啉平均回收率分别为85.48％，可以满足日常实验室分析测定5,6,7,8-四氢喹喔啉的需要。

8实际样品的测定

应用本发明提供的检测技术对市售的5种香米中5,6,7,8-四氢喹喔啉进行了测定，测定结果见表1。由结果可见，市售的香米中有部分香米检测出5,6,7,8-四氢喹喔啉，应是常规大米加入了增香剂(香米香精)，以冒充香米进行暴利销售。因此，本发明可作为香米真伪鉴别的一种有效手段。

表1市售香米样品中5,6,7,8-四氢喹喔啉的含量

样品编号	样品含量(mg/kg)
		1	N.D.
2	N.D.
		3	0.12
4	N.D.
		5	0.28

注：N.D.表示未检出

9小结

综合起来，本发明有如下特点：

1、本方法选择流通市场上增香剂(香米香精)中共性特征香味成分5,6,7,8-四氢喹喔啉作为目标物对香米进行测定，鉴别香米的真伪。

2、本方法称样前试样经过干燥、采用无水乙醚抽提，消除试样中糖、水溶性淀粉、水溶性维生素及矿物质等在水中的溶解，避免了试样基质对质谱岀峰的干扰，使试样中的目标物得到净化。抽提时间控制在2.0h，既能减少试样中脂溶性成分的提取，又能使目标物5,6,7,8-四氢喹喔啉得到有效提取。

3、本方法选取整粒米作为试验对象，考虑到大米中添加的增香剂(香米香精)，附着在大米的表面，很少渗透到大米内部；采用粉碎大米在滤纸包裹时紧密程度、空隙大小的控制影响试样的重复性测定结果。

4、该发明建立的检测方法具有线性良好，检测灵敏度高(试样中5,6,7,8-四氢喹喔啉的检出限为0.01mg/kg)，抗特异性好(平均回收率为85.48％，相对标准偏差为5.87％)，具有操作简便、准确、实用等优点，适用于香米中是否有增香剂的鉴别，为大米的质量监管提供了有力的技术支撑。

Claims (8)

1.一种检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，按照以下步骤进行：

1)样品制备：按GB/T 5491粮食、油料检验扦样、分样法执行；

2)增香剂提取：称取经干燥后的试样，用滤纸包裹，置于索氏抽提器中，由抽提器冷凝管上端加入醚至接收瓶内，于水浴上加热，回流提取；

3)浓缩：取下接收瓶，回流液过无水硫酸钠柱干燥，水浴中充氮保护旋转浓缩至近干，氮气吹干，用乙醇溶解、混合并定容；然后离心分离若干分钟，取上清液过滤膜后备用；

4)上机检测：将上述待测液上气相色谱质谱仪检测；

所述香米真伪鉴别是指测定香米中是否含有5,6,7,8-四氢喹喔啉特征物质的增香剂。

2.根据权利要求1所述的检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，其特征在于：所述步骤2)的增香剂提取是：称取经干燥后的10g试样，用滤纸包裹，置于索氏抽提器中，由抽提器冷凝管上端加入醚至接收瓶内容积的三分之二处，于45℃水浴上加热，回流提取。

3.根据权利要求2所述的检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，其特征在于：所述步骤3)的浓缩是：取下接收瓶，回流液过无水硫酸钠柱干燥，于45℃水浴中充氮保护旋转浓缩至近干，氮气吹干，用乙醇溶解、混合，并定容至2.00mL；然后在4000r/min离心机离心分离5min，取上清液过0.45μm滤膜后备用。

4.根据权利要求2或3所述的检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，其特征在于：所述步骤2)中干燥是指105℃电热干燥箱中干燥30min。

5.根据权利要求4所述的检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，其特征在于：所述步骤2)中称取中的试样是指不需粉碎的整粒米。

6.根据权利要求5所述的检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，其特征在于：所述步骤2)中醚是指无水乙醚。

7.根据权利要求6所述的检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，其特征在于：所述步骤2)中抽提时间为2.0h。

8.根据权利要求7所述的检测香米真伪的气相色谱质谱联用方法，其特征在于：所述步骤2)中称取的精度为精确到0.01g。