CN111398458B - 改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法 - Google Patents

改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111398458B
CN111398458B CN202010250330.1A CN202010250330A CN111398458B CN 111398458 B CN111398458 B CN 111398458B CN 202010250330 A CN202010250330 A CN 202010250330A CN 111398458 B CN111398458 B CN 111398458B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acrylamide
standard
sample
quantitative
vegetable oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010250330.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111398458A (zh
Inventor
张艳侠
刘艳明
孙珊珊
祝建华
赵慧男
胡梅
王明栋
郑文静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Institute for Food and Drug Control
Original Assignee
Shandong Institute for Food and Drug Control
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Institute for Food and Drug Control filed Critical Shandong Institute for Food and Drug Control
Priority to CN202010250330.1A priority Critical patent/CN111398458B/zh
Publication of CN111398458A publication Critical patent/CN111398458A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111398458B publication Critical patent/CN111398458B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N30/06—Preparation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/34—Control of physical parameters of the fluid carrier of fluid composition, e.g. gradient
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/36—Control of physical parameters of the fluid carrier in high pressure liquid systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • G01N30/7233—Mass spectrometers interfaced to liquid or supercritical fluid chromatograph
    • G01N30/724—Nebulising, aerosol formation or ionisation
    • G01N30/7266—Nebulising, aerosol formation or ionisation by electric field, e.g. electrospray
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/86—Signal analysis
    • G01N30/8675—Evaluation, i.e. decoding of the signal into analytical information
    • G01N30/8679—Target compound analysis, i.e. whereby a limited number of peaks is analysed

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Library & Information Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种QuEChERS‑LC‑MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法，油样品中丙烯酰胺用乙腈提取，冷冻除脂后，上清液经MgSO4、C18、PSA和GCB吸附剂进行净化，C18色谱柱分离，采用甲醇‑0.1%甲酸水溶液流动相进行梯度洗脱，三重四极杆质谱电喷雾多反应监测模式(MRM)检测，内标法定量。丙烯酰胺在1‑500 ng/mL浓度范围内线性关系良好，相关系数大于0.997。其中方法检出限为2μg/kg，定量限为5μg/kg。加标回收率在96.4%～108%之间，相对标准偏差均小于7.74%。本发明前处理操作简单高效，不经浓缩直接上机测定，方法回收率好，灵敏度高，定性定量准确。

Description

改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法
技术领域
本发明属于食品检验领域，具体涉及一种改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法。
背景技术
丙烯酰胺主要存在于煎炸与过度焙烤食物中，为2A类致癌物，对动物具有神经毒性、生殖毒性、致突变性和致癌性等多种毒副作用。世界卫生组织(WHO) 等机构警告公众关注食品中的丙烯酰胺，呼吁采取措施减少食品中的丙烯酰胺含量，确保食品的安全性。首次瑞典科学家在烘烤、油炸等食品中发现丙烯酰胺后，其食品中的污染问题开始引起人们的关注。然而，2018年星巴克丙烯酰胺致癌风波以及2019年“锋味曲奇含有丙烯酰胺物质”和“无印良品饼干致癌”事件的不断爆出，再次将丙烯酰胺的食品安全问题推到风口浪尖。目前除世界卫生组织规定饮用水中丙烯酰胺含量不能超过0.5μg/L以外，各国对食品中的丙烯酰胺没有限量值规定。
自2002年瑞典科学家首次报道在烘烤、油炸等食品中发现丙烯酰胺以来，各国对各类食品中丙烯酰胺的含量进行了检测，检测的数据包含早餐谷物、土豆制品、咖啡及其类似制品、奶类、糖和蜂蜜制品、蔬菜和饮料等主要消费食品，含量比较高的食品有高温加工的土豆制品(包括薯片、薯条等)最高含量5.312 mg/kg，咖啡及其类似制品最高含量7.3mg/kg，早餐谷物类食品最高含量7.834 mg/kg，其它种类食品0.1mg/kg以下。
国内外监测数据可以看出，对煎炸或焙烤物中丙烯酰胺的研究较多，对煎炸油的研究却较少。2007年White.Son Christopher等人利用高效液相色谱法HPLC 对煎炸油中丙烯酰胺进行了研究，发现随着油被加热，高浓度的丙烯酰胺被检测到，炸薯条的油比炸鱼的油产生的丙烯酰胺高。该研究仅考察了三种不同的煎炸物下一种油中丙烯酰胺的产生情况，没有对其影响因素及控制方法进行探索，且其检测方法为高效液相色谱法，该方法定性差且定量灵敏度太低，不满足检测要求。G.Daniali等人分别在2016和2018年利用文献中薯条中丙烯酰胺检测的前处理方法结合液相色谱-串联质谱法HPLC-MS/MS，研究了食用油加热处理后丙烯酰胺的产生情况，其通过模型研究的方式报道了不同氨基酸、不同食用油及不同加热温度等条件对食用油中丙烯酰胺产生量的区别。该研究未对检测方法进行系统性研究，所用前处理方法为薯条、饼干等中丙烯酰胺的检测方法，该方法过程复杂，回收率低，对煎炸油中丙烯酰胺的检测不适用。检测技术方面，目前对油炸物中丙烯酰胺的检测方法有气相色谱法、气相色谱-质谱法(GC-MS)、高效液相色谱法和液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)、毛细管电泳法和传感器法等。其中气相色谱法和气相色谱-质谱法需要衍生，前处理较复杂，使用溴化试剂，条件苛刻等缺点。液相色谱法灵敏度较差，干扰严重，而液相色谱-串联质谱法因其高灵敏度、高选择性、定量定性准确及不需要衍生等特点，成为食品中丙烯酰胺检测的主要方法。目前食品中丙烯酰胺检测常用的前处理方法有固相萃取柱法，基质分散固相萃取，液液萃取及分子印迹等方法，这些方法操作繁琐，且对于食用油这种基质复杂样品存在净化效果差、样品回收率低等缺点。我国现行食品中丙烯酰胺的检测标准主要有GB 5009.204-2014(HPLC-MS/MS法和 GC-MS法)和SN/T 2096-2008(GC-MS)，除了气相色谱-质谱法需要衍生过程复杂的缺点外，净化手段采用丙烯酰胺经典前处理方法，即水提取后双固相萃取柱净化方法，存在操作复杂，回收率低等缺点，方法不适用于植物油中丙烯酰胺的检测。
QuEChERS方法最初作为农药残留检测较为成熟的前处理方法，因其高效、简便、快捷等特点被逐步用于各种基质中兽药残留、毒素及污染物的净化，植物油中农药残留、毒素、多酚类化合物及杂环胺的检测利用优化的QuEChERS均有相关报道，但是对于植物油中丙烯酰胺的检测没有深入研究，QuEChERS净化过程中使用的试剂适用与兽药、毒素及污染物，但是是否适用于丙烯酰胺、是否吸附丙烯酰胺是未知的，因此是否影响丙烯酰胺的检测结果也是未知的，如何达到最优化检测植物油中丙烯酰胺需要研究。
本研究首次系统的建立改进的QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的检测方法，本方法通过优化不同的吸附剂及其含量，得到净化效果满意的吸附剂组合，结合冷冻除脂操作，采用液相色谱-串联质谱法进行测定。该研究为填补该领域的空白，更好的了解丙烯酰胺，更好的控制丙烯酰胺的产生，解决丙烯酰胺的食品安全问题提供技术支持，具有重要作用。
发明内容
本发明提供一种改进的QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法，植物油样品经乙腈提取，改进的QuEChERS净化，经超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱检测，建立了植物油中丙烯酰胺的快速检测方法。采用的改进的QuEChERS净化组合包括MgSO4、PSA、C18和GCB吸附剂，有效的去除磷脂、脂肪和蛋白等干扰，降低了基体效应，提高了回收率，该方法简便快捷，灵敏度高，通量性好，检测效率高，较好的适用于植物油中丙烯酰胺的检测。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改进的QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法，包括以下步骤：
(1)样品提取：称取植物油样品，加入乙腈，涡旋，超声，得到提取液；
(2)净化：将提取液冷冻除脂后，取5mL转移至含有MgSO4、PSA、C18 和GCB的15mL净化管中，充分涡旋净化后，离心，过滤膜。
(3)标准溶液的配置：分别准确称取丙烯酰胺及丙烯酰胺同位素内标标准物质10mg于10mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，配制成1mg/mL标准储备液，于-20℃下避光保存；
(4)净化后的样品进行超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱检测。
(5)获得液相色谱图、回归方程
将标准系列工作液分别注入超高效液相色谱-串联质谱联用仪，获得相应的丙烯酰胺及其内标标准质量色谱图；
以丙烯酰胺定量离子对和13C3丙烯酰胺内标定量离子对的标准质量色谱图的色谱峰面积比为纵坐标，以标准工作溶液中丙烯酰胺的相应浓度值为横坐标作图，得线性回归方程；
(6)定性分析
试样用超高效液相色谱-串联质谱联用仪进行检测，获得试样质量色谱图；若试样质量色谱图中存在与标准质量色谱图中的色谱峰相应的色谱峰；则表明试样中含有丙烯酰胺；而且试样色谱峰的相对丰度比与相应标准色谱峰相比，偏差符合要求；
(7)定量计算
采用同位素内标法定量：根据试样中丙烯酰胺定量离子对和13C3丙烯酰胺内标定量离子对色谱峰的面积，采用步骤(5)的回归方程，计算得到丙烯酰胺的浓度。
优选地，所述的色谱条件为：色谱柱：Waters Atlantis T3(150mm×2.1mm i. d.,5μm)；流动相：甲醇(A)和0.1％甲酸水溶液(B)，流速：0.2mL/min；柱温：25℃；进样体积：2μL，梯度条件见表A：
表A液相色谱梯度条件
时间/min 流速/mL/min A/％ B/％ 梯度变化曲线
0 0.2 2 98 6
3.0 0.2 2 98 6
5.0 0.2 20 80 6
5.1 0.2 95 5 6
9.0 0.2 95 5 6
10.0 0.2 2 98 6
14.0 0.2 2 98 6
“梯度变化曲线为6”是指梯度变化曲线为直线。
优选地，所述的质谱条件为：离子源:电喷雾离子源(H-ESI)；离子化模式: 正离子模式(ESI+)；喷雾电压:3500V；离子传输管温度:350℃；喷雾器温度: 300℃；鞘气流速:45arb；辅助气流速:10arb；吹扫气流速:1arb；扫描方式：多反应监测(MRM)；丙烯酰胺及同位素定性离子定量离子对及质谱参数见表B；
表B丙烯酰胺质谱参数
Figure BDA0002435266060000041
Figure BDA0002435266060000051
*为定量离子。
优选的，样品前处理的具体方法为：
称取2.0g植物油于50mL离心管中，加入10mL乙腈，涡旋提取5min，超声提取10min，8000r/min离心5min，移取上清液15mL离心管中，-18℃下冷冻除脂2h后，取5mL转移至含有750mg MgSO4、100mgPSA、250mg C18 和500mg GCB的15mL净化管中，充分涡旋净化后，8000r/min离心5min，过0.22μm滤膜上机。
有益效果
建立采用改进的QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法，油样品中丙烯酰胺用乙腈提取，冷冻除脂后，上清液经优化的MgSO4、C18、PSA 和GCB吸附剂进行净化，C18色谱柱分离，采用甲醇-0.1％甲酸水溶液流动相进行梯度洗脱，三重四极杆质谱电喷雾多反应监测模式(MRM)检测，内标法定量。丙烯酰胺在1-500ng/mL浓度范围内线性关系良好，相关系数大于0.997。其中方法检出限为2μg/kg，定量限为5μg/kg。加标回收率在96.4％～108％之间，相对标准偏差均小于7.74％。本发明前处理操作简单高效，利用优化的QuEChERS 方法对植物油进行净化，不经浓缩直接上机测定，克服丙烯酰胺在浓缩过程中中易损失问题，方法回收率高。相比GB 5009.204-2014标准中定量下限为10μg/kg，本方法检出限为2μg/kg，定量下限为5μg/kg，检出限不高于现有文献报道水平，甚至低于部分文献检出限水平。现行GB 5009.204-2014标准液相色谱-串联质谱法采用双固相萃取柱净化方法，过程繁琐，操作复杂，而气相色谱-质谱法在复杂的净化过程后，还要进行条件严格的衍生化反应，本发明净化为 QuEChERS净化，操作便捷，吸附剂可定制使用，若进行批量化检测，优势将更加明显。
附图说明
图1丙烯酰胺标准溶液MRM色谱图(50ng/mL)；
图2食用油中丙烯酰胺的空白基质溶液MRM色谱图；
图3不同提取溶剂对抗氧化剂提取效果比较(A：回收率和基质效应比较； B：在184和241母离子扫描和full scan下的响应比较)；
图4不同吸附剂净化的效果比较(A:回收率的影响；B：基质效应的影响； C在184和241母离子扫描和full scan下的响应比较)。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
1仪器与试剂
TSQ Quantiva液相色谱-三重四极杆串联质谱仪，配有电喷雾离子源，美国ThermoFisher公司；Sigma 3-18K高速冷冻离心机，德国Sigma公司；超声波清洗器，宁波新芝生物科技有限公司；MS3涡旋混合器，IKA公司，N-EVAP-45 位氮吹仪，美国Organomation公司；SQP-电子天平，塞多利斯科学仪器有限公司；超纯水，Mili-Q超纯水机。
丙烯酰胺标准物质(纯度≥99％)，德国Dr公司，13C3-丙烯酰胺同位素内标 (纯度≥99％)，德国WITEGA公司；甲醇、乙腈、环己烷、乙酸乙酯(色谱纯)，美国Bruker公司；甲酸、醋酸铵(色谱纯)，美国Sigma-Aldrich公司；水为 Milli-Q超纯水机制备；氮气(>99.999％)；N-丙基-乙二胺吸附剂(PSA粉末， Agela，40-60μm)；硅胶(C18，Agela，50μm，
Figure BDA0002435266060000061
)；石墨化炭黑(GCB，德国CNW公司)；无水MgSO4(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；色谱柱：Atlantis T3(150mm×2.1mm i.d.,5μm)，美国Waters公司；有机微孔滤膜 (0.22μm)上海安谱科学仪器有限公司。
2前处理
2.1标准储备液
分别准确称取丙烯酰胺及丙烯酰胺同位素内标标准物质10mg于10mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，配制成1mg/mL标准储备液，于-20℃下避光保存；
2.2标准工作溶液
使用前根据需要用水稀释至适当浓度的标准工作液，4℃下避光保存。
2.3试样
称取2.0g植物油于50mL离心管中，加入10mL乙腈，涡旋提取5min，超声提取10min，8000r/min离心5min，移取上清液15mL离心管中，-18℃下冷冻除脂2h后，取5mL转移至含有750mg MgSO4、100mgPSA、250mg C18 和500mg GCB的15mL净化管中，充分涡旋净化后，8000r/min离心5min，过0.22μm滤膜上机。
3仪器条件
3.1色谱条件
色谱柱：Atlantis T3(150mm×2.1mm i.d.,5μm)；流动相：甲醇(A)和0.1％甲酸溶液(B)，流速：0.2mL/min；柱温：25℃；进样体积：5μL。梯度条件见表1：
表1液相色谱梯度条件
Figure BDA0002435266060000071
“梯度变化曲线为6”是指梯度变化曲线为直线；
3.2质谱条件
离子源:电喷雾离子源(H-ESI)；离子化模式:正离子模式(ESI+)；喷雾电压:3500V；离子传输管温度:350℃；喷雾器温度:300℃；鞘气流速:45mL/min；鞘气流速:45arb；辅助气流速:10arb；吹扫气流速:1arb；扫描方式：多反应监测 (MRM)。丙烯酰胺及同位素内标定性离子定量离子对及质谱参数见表2。
表2丙烯酰胺质谱参数
Figure BDA0002435266060000081
*为定量离子。
4定量结果及评价
4.1标准质量色谱图、回归方程
用超高效液相色谱-串联质谱仪，按照步骤3的条件，测定标准工作溶液，获得不同浓度的丙烯酰胺定量离子对和13C3丙烯酰胺内标定量离子对质量色谱图(标准质量色谱图)。其中一个浓度水平的标准工作溶液的质量色谱图如图1 所示。
以丙烯酰胺定量离子对和13C3-丙烯酰胺内标定量离子对的标准质量色谱图的色谱峰面积比为纵坐标，以标准工作溶液中丙烯酰胺的相应浓度值为横坐标作图，得线性回归方程Y＝1.039X+2.970；在1-500ng/mL范围内，丙烯酰胺的浓度与峰面积呈良好的线性关系，相关系数R2为0.997；待测试样中丙烯酰胺的值应在标准曲线线性范围内，超过线性范围稀释后再进行分析。
4.2方法回收率、精密度和检出限
采用不含丙烯酰胺的植物油，分别加入低中高三个浓度水平的丙烯酰胺标准溶液和相应内标溶液，按照步骤2，3进行检测，获得质量色谱图，其中空白食用油及其加标样品质量色谱图如图2、3所示。
丙烯酰胺的回收率(回收率：实测值/加入量×100％)，结果如表3所示。由表3可见回收率在96.4％～108％范围内，方法回收率高，重现性好。
对不同试样重复测定6次，测定结果均具有良好的重现性，丙烯酰胺的相对标准偏差(RSD)为0.56％～7.74％。
采用在空白植物油中添加目标化合物的方法，测得丙烯酰胺的检出限(S/N> 3)为2μg/kg，定量下限(S/N>10)为5μg/kg。
表3植物油中丙烯酰胺添加回收率及精密度(n＝6)
Figure BDA0002435266060000091
Figure BDA0002435266060000101
6、样品检测
(1)定性分析
用超高效液相色谱-串联质谱仪，按照步骤2，3的条件，测定试样，获得试样质量色谱图。若试样质量色谱图中存在与标准质量色谱图中的色谱峰相应的色谱峰；则表明试样中含有丙烯酰胺。相应的色谱峰是指：试样色谱峰的保留时间与标准色谱峰的保留时间比较，变化范围在±2.5％之内；而且试样色谱峰的相对丰度比与相应标准色谱峰相比，偏差不超过表4规定的范围。标准色谱峰是指标准质量色谱图中的目标物的色谱峰。
表4定性时相对离子丰度的最大允许偏差
相对离子丰度 ＞50％ 20％至50％ 10％至20％ ≤10％
允许相对偏差 ±20％ ±25％ ±30％ ±50％
(2)定量计算
采用同位素内标法定量：根据试样中丙烯酰胺定量离子对和13C3丙烯酰胺内标定量离子对色谱峰的面积，采用步骤4的回归方程，计算得到丙烯酰胺的浓度。
2结果与讨论
2.1仪器条件优化
2.1.1质谱条件优化
将1μg/mL的丙烯酰胺及其内标标准溶液通过蠕动泵注入质谱仪，通过一级质谱扫描获得相应的母离子，并通过优化喷雾电压、喷雾器温度等质谱参数获得最优离子源参数；随后通过子离子扫描选择信号强且稳定的碎片离子，分别确定定性离子及定量离子，进一步优化裂解电压、碰撞能量等参数，得到目标化合物的MRM质谱参数。
2.1.2色谱条件优化
分别对BEH C18(100mm×2.1mm,1.7μm)、HSS T3(100mm×2.1mm,1.7 μm)、HSS T3(100mm×2.1mm,1.8μm)、Atlantis T3(150mm×2.1mm i.d.,5μm) 及BEH Hilic(100mm×2.1mm,1.7μm)进行考察。发现丙烯酰胺作为强极性化合物，在反相和亲水色谱柱上色谱保留均较弱，经过优化色谱条件后发现 AtlantisT3色谱保留最好，AtlantisT3色谱柱是基于超纯硅胶基质的反相C18 色谱柱，用于保留和分离强极性化合物，并且在很宽的pH值范围内保持卓越性能，最终选择AtlantisT3作为分析色谱柱。
2.2前处理条件优化
2.2.1提取剂的优化
植物油脂肪含量高，基质复杂，且丙烯酰胺极性较强，如何高效率、低杂质的提取是实验的关键第一步。分别考察了乙腈、甲醇、水、5ml正己烷+10mL乙腈、10mL水+10mL乙腈+2gNaCl几种提取体系，结果发现水作为最常用的丙烯酰胺提取溶剂，在提取植物油中丙烯酰胺时，存在基质效应大，共萃物严重问题，不适合于作为提取溶剂。甲醇在提取回收率和基质效应上也均比乙腈差。因此我们选择乙腈作为提取溶剂，随后我们尝试加入正己烷和QuEChERS常用10mL 水+10mL乙腈+2gNaCl体系，结果发现正己烷与乙腈存在一定程度的互溶，即使用乙腈饱和正己烷也存在一定影响；鉴于丙烯酰胺在水和乙腈中均有较好溶解性，加入盐后，两相分层后，两相中均有丙烯酰胺，结果见图3。综合考虑，最后我们选择直接用乙腈作为提取液。
2.2.3除脂方式的选择
植物油含有较高油脂，在QuEChERS净化前进行初步的除脂操作可以提高吸附剂净化的效果。正己烷除脂对乙腈体积有一定的影响，导致绝对回收率降低，而冷冻除脂不仅操作简单、易于执行，且除脂效果非常好。冷冻除脂和不除脂比较发现，处理液经冷冻除脂后的全扫描响应降低一个数量级，降低了基质效应，保护了对仪器的污染。最终选择用提取液经冷冻除脂。
2.2.4吸附剂的选择
植物油中有高含量的脂肪等杂质，直接提取不经净化容易污染仪器，堵塞色谱柱，带来严重基质效应，影响定量结果的准确性。常用于QuEChERS的吸附剂有N-丙基乙二胺PSA、C18及石墨化碳黑GCB等，其中PSA作为极性吸附剂主要用于去除有机酸，色素，金属离子和酚类等极性成分，C18除了有明显的去除脂类干扰外，具有更光谱的净化效果，GCB主要用去去除色素、甾醇等非极性成分。我们对这三种吸附剂进行实验，分别设计 0mg,50mg,100mg,250mg,500mg,1000mg含量的三种吸附剂，对5mL花生油乙腈提取液进行净化处理，且不经冷冻除脂步骤，以减少冷冻除脂带来的不确定性，并分别通过丙烯酰胺回收率、基质效应及母离子扫描和全扫描响应等指标作为评价手段。184和241子离子碎片为磷脂的特征碎片，母离子扫描特征碎片是我们监视磷脂含量的一种手段，而全扫面更加直观的对测试液中共流出物含量进行量化表现。结果发现(见图4)，通过不同指标评价，三种吸附剂均有一定的净化效果，其中C18含量在250mg时效果最好；PSA虽然在母离子扫描和全扫描比较不明显，但其回收率和基质效应分析发现在100mg含量效果最好，随着用量升高，丙烯酰胺回收率呈下降趋势；GCB在非极性去除效果上表现明显，用量为500mg时效果最好。此外无水MgSO4作为除水剂，能够保障PSA吸附剂的良好效果。综合考虑，我们选择750mg MgSO4、100mgPSA、250mg C18和500 mg GCB的净化组合。
2.3线性范围、相关系数及定量限
将标准储备液用试剂空白溶液逐级稀释浓度为1.0、2.0、5.0、10.0、25.0、 50、100、250、500ng/mL的系列标准工作溶液，其中内标含量为50ng/mL。按浓度由低到高依次测定，以丙烯酰胺定量离子对和13C3-丙烯酰胺内标定量离子对的标准质量色谱图的色谱峰面积(Y)对其质量浓度(X)作标准曲线， Y＝1.039X+2.970，相关系数R2为0.997，待测试样中丙烯酰胺应值应在标准曲线线性范围内，超过线性范围则应稀释后再进行分析。采用空白基质加标的方法，以信噪比S/N＝10得到目标物的定量限(LOQ)，以信噪比S/N＝3得到目标物的检出限(LOD)。结果见表3，丙烯酰胺剂检出限为2μg/kg，定量限为5μg/kg，与现行方法比较具有较高灵敏度。
2.4回收率和精密度
分别在花生油、玉米油、大豆油、橄榄油、棕榈油及芝麻油等中添加10、 100、500mg/kg三个浓度水平的丙烯酰胺标准溶液，每个浓度水平重复测定6 次，按照所述前处理方法进行提取净化，最后经UPLC-MS/MS测定，回收率及精密度的数据如表5所示，加标回收率在96.4％～108％范围内，相对标准偏差均小于7.74％。
表3植物油中丙烯酰胺添加回收率及精密度(n＝6)
Figure BDA0002435266060000131
3结论
本文建立改进的QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的检测方法，本方法通过优化不同的吸附剂及其含量，得到净化效果满意的吸附剂组合，结合冷冻除脂操作，采用液相色谱-串联质谱法进行测定。该方法样品前处理简便快速，定性、定量准确，可满足植物油中丙烯酰胺的快速检测，大幅提高了检测效率，降低了检测成本，填补了该领域的空白，为解决丙烯酰胺的食品安全问题提供技术支持具有重要作用。
对比例1
将实施例1中的前处理过程中将乙腈提取液替换为水和甲醇时，提取液浑浊，不清澈，存在基质效应大，共萃物严重问题，不适合于作为提取溶剂，影响痕量丙烯酰胺的检测，同时污染仪器、堵塞色谱柱，此方法技术效果差。
对比例2
将实施例1中前处理过程将净化剂组合替换掉，不采用吸附剂净化时，植物油中有高含量的脂肪等杂质，直接提取不经净化容易污染仪器，堵塞色谱柱，带来严重基质效应，影响定量结果的准确性。研究对比发现，不经吸附剂净化，因共流出物干扰带来严重基质效应，导致回收率低，且磷脂母离子扫描和全扫描发现共流出含量高，对仪器污染严重，导致色谱柱堵塞，离子源污染，影响目标物的离子化，最终影响丙烯酰胺的准确定性、定量。
对比例3
将实施例1中的前处理过程将净化剂替换为50mg PSA和50mg C18时，共萃取物干扰严重，绝对回收率低，检出限10μg/kg处校正回收率偏高(共萃物干扰使得内标校正能力受影响)，重复性差，影响丙烯酰胺的准确定量。净化剂为 750mg MgSO4、500mgPSA、500mgC18和500mg GCB时，绝对回收率偏低，推测原因应该是高剂量的吸附剂包裹丙烯酰胺，导致其有一定的损失。因此过高过低的吸附剂组合均有一定的弊端，优化组合效果最好。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）样品提取：称取植物油样品，加入乙腈，涡旋，超声，得到提取液；
（2）净化：将提取液冷冻除脂后，取5 mL转移至含有MgSO4、PSA、C18和GCB的15 mL 净化管中，充分涡旋净化后，离心，过滤膜；
（3）标准溶液的配置：分别准确称取丙烯酰胺及丙烯酰胺同位素内标标准物质10 mg于10 mL容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，配制成1 mg/mL标准储备液，于-20 ℃下避光保存；
（4）净化后的样品进行超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱检测；
（5）获得液相色谱图、回归方程
将标准系列工作液分别注入超高效液相色谱-串联质谱联用仪，获得相应的丙烯酰胺及其内标标准质量色谱图；
以丙烯酰胺定量离子对和13C3丙烯酰胺内标定量离子对的标准质量色谱图的色谱峰面积比为纵坐标，以标准工作溶液中丙烯酰胺的相应浓度值为横坐标作图，得线性回归方程；
（6）定性分析
试样用超高效液相色谱-串联质谱联用仪进行检测，获得试样质量色谱图；若试样质量色谱图中存在与标准质量色谱图中的色谱峰相应的色谱峰；则表明试样中含有丙烯酰胺；而且试样色谱峰的相对丰度比与相应标准色谱峰相比，偏差符合要求；
超高效液相色谱的条件为：色谱柱：Waters Atlantis T3，尺寸为：150 mm×2.1 mm i.d., 5 μm；流动相：A甲醇和B0.1%甲酸水溶液，流速：0.2 mL/min；柱温：25 ℃；进样体积：2μL，梯度条件见表：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
“梯度变化曲线为6”是指梯度变化曲线为直线；
（7）定量计算
采用同位素内标法定量：根据试样中丙烯酰胺定量离子对和13C3丙烯酰胺内标定量离子对色谱峰的面积，采用步骤（5）的线性回归方程，计算得到丙烯酰胺的浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，质谱条件为：离子源: 电喷雾离子源H-ESI; 离子化模式:正离子模式ESI+; 喷雾电压: 3500 V; 离子传输管温度: 350 ℃; 喷雾器温度: 300 ℃; 鞘气流速: 45 arb; 辅助气流速:10 arb; 吹扫气流速:1 arb; 扫描方式：多反应监测MRM；丙烯酰胺及同位素定性离子定量离子对及质谱参数见表；
Figure 858975DEST_PATH_IMAGE002
*为定量离子。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，样品前处理的具体方法为：
称取2.0 g植物油于50 mL离心管中，加入10 mL乙腈，涡旋提取5 min，超声提取10min，8000 r/min离心5 min，移取上清液15 mL 离心管中，-18 °C 下冷冻除脂2 h后，取5mL转移至含有750g MgSO4、100 mgPSA、250 mg C18和500 mg GCB的15 mL 净化管中，充分涡旋净化后，8000 r/min离心5 min，过0.22 µm滤膜上机。
CN202010250330.1A 2020-04-01 2020-04-01 改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法 Active CN111398458B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010250330.1A CN111398458B (zh) 2020-04-01 2020-04-01 改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010250330.1A CN111398458B (zh) 2020-04-01 2020-04-01 改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111398458A CN111398458A (zh) 2020-07-10
CN111398458B true CN111398458B (zh) 2022-03-04

Family

ID=71432959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010250330.1A Active CN111398458B (zh) 2020-04-01 2020-04-01 改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111398458B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111999401A (zh) * 2020-07-21 2020-11-27 广东石油化工学院 一种食品中胺类危害物的检测方法
CN111735886B (zh) * 2020-08-11 2022-09-27 浙江省疾病预防控制中心 一种热加工食品的前处理方法和丙烯酰胺的检测方法
CN113155989A (zh) * 2021-01-28 2021-07-23 北京理工大学珠海学院 一种茶叶丙烯酰胺含量的快速检测方法
CN113762759A (zh) * 2021-08-31 2021-12-07 山东省食品药品检验研究院 一种适用于食品检测的多指标系统评价方法
CN114034787B (zh) * 2021-10-29 2024-05-03 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种卷烟主流烟气中感官相关酰胺类化合物的测定方法
CN114609279A (zh) * 2022-03-10 2022-06-10 浙江省食品药品检验研究院 一种基于同位素内标-QuEChERS-UPLC-MS法检测中药饮片丙烯酰胺的方法
CN114646706B (zh) * 2022-03-24 2023-09-29 沈阳农业大学 一种肉制品中同时检测杂环胺、丙烯酰胺和亚硝胺的检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103472178A (zh) * 2013-09-27 2013-12-25 广东珠江桥生物科技股份有限公司 液态调味品中丙烯酰胺含量的快速检测方法
CN110208439A (zh) * 2019-07-16 2019-09-06 中国热带农业科学院农产品加工研究所 一种丙烯酰胺的快速检测方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180340174A1 (en) * 2014-11-11 2018-11-29 Nanocore Aps Method for identification of molecules with desired characteristics

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103472178A (zh) * 2013-09-27 2013-12-25 广东珠江桥生物科技股份有限公司 液态调味品中丙烯酰胺含量的快速检测方法
CN110208439A (zh) * 2019-07-16 2019-09-06 中国热带农业科学院农产品加工研究所 一种丙烯酰胺的快速检测方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Acrylamide formation in vegetable oils and animal fats during heat treatment;Daniali G 等;《Food chemistry》;20160528;第212卷;第244-249页 *
Isotope internal standard method for determination of four acrylamide compounds in food contact paper products and food simulants by ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry;Zhang C 等;《Food Analytical Methods》;20151126;第9卷(第7期);第1895-1903页 *
QuEChERS前处理结合HPLC-MS法检测淀粉类食品中丙烯酰胺;阴永泼 等;《食品科技》;20170531;第42卷(第5期);第284-290页 *
冷冻除脂-气相色谱-串联质谱法检测食用植物油中30种多环芳烃;王国庆 等;《食品科学》;20170731;第39卷(第8期);第282-287页 *
改进QuEChERS法快速检测食用植物油中多种有机磷农药残留的研究;马双 等;《中国油脂》;20190930;第44卷(第9期);第86-90、94页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111398458A (zh) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111398458B (zh) 改进QuEChERS-LC-MS/MS快速测定植物油中丙烯酰胺的方法
Dong et al. Modified QuEChERS combined with ultra high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry to determine seven biogenic amines in Chinese traditional condiment soy sauce
CN111257454B (zh) 通过式spe/uplc-ms/ms快速测定植物油中的9种酚类抗氧化剂的方法
CN111366652A (zh) 一种超高效液相色谱-串联质谱法测定茶叶中16种真菌毒素的方法
Nagatomi et al. Simultaneous LC-MS/MS analysis of glyphosate, glufosinate, and their metabolic products in beer, barley tea, and their ingredients
Zhuo et al. Determination of paralytic shellfish poisoning toxins by HILIC–MS/MS coupled with dispersive solid phase extraction
Hori et al. High-throughput and sensitive analysis of 3-monochloropropane-1, 2-diol fatty acid esters in edible oils by supercritical fluid chromatography/tandem mass spectrometry
Sharmili et al. Development, optimization and validation of QuEChERS based liquid chromatography tandem mass spectrometry method for determination of multimycotoxin in vegetable oil
Ha et al. Determination of six polyether antibiotic residues in foods of animal origin by solid phase extraction combined with liquid chromatography–tandem mass spectrometry
Tölgyessy et al. Development of a screening method for the analysis of organic pollutants in water using dual stir bar sorptive extraction-thermal desorption-gas chromatography–mass spectrometry
Kim et al. Determination of organochlorine pesticides in sediment using graphitized carbon black solid-phase extraction and gas chromatography/mass spectrometry
CN111999401A (zh) 一种食品中胺类危害物的检测方法
Cai et al. Dispersive solid-phase extraction followed by high-performance liquid chromatography/tandem mass spectrometry for the determination of ricinine in cooking oil
Chen et al. Development of a high-performance liquid chromatography method for the simultaneous quantification of four organoarsenic compounds in the feeds of swine and chicken
CN111257455B (zh) 一种食用油中丙烯酰胺的测定方法
CN113791146A (zh) 食品中有机磷酸酯类污染物的检测方法及其样品处理方法
Ruan et al. Development of a dispersive liquid–liquid microextraction technique for the analysis of citrinin, alternariol and alternariol monomethyl ether in fruit juices
Liu et al. Determination of polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in Chinese mitten crabs (Eriocheir sinensis) using modified QuEChERS followed by GC-MS
CN114646706B (zh) 一种肉制品中同时检测杂环胺、丙烯酰胺和亚硝胺的检测方法
CN110702816A (zh) 一种检测动物性水产干制品中酸性偶氮类着色剂的液质联用检测方法
CN105938102B (zh) 一种化学显色法快速测定果蔬中农药残留的方法
Fei et al. Simultaneous determination of polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls in Pu-erh tea by dispersive solid-phase extraction coupled with GC-MS/MS
Xiong et al. A Novel Method for the Determination of Fungicide Residues in Tobacco by Ultra-performance Liquid Chromatography–Tandem Mass Spectrometry Combined with Pass-Through Solid-Phase Extraction
CN112255327B (zh) 乳制品中草铵膦含量的检测方法
Wang et al. Simultaneous determination of type-A and type-B trichothecenes in rice by UPLC-MS/MS

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant