氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定大豆及大豆制品中甲醛含量

張莉，江豐，范志勇，李玲，宋哲，黃宗騫，王曉權(quán)（湖北省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，湖北武漢430070）

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氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定大豆及大豆制品中甲醛含量

張莉，江豐，范志勇，李玲，宋哲，黃宗騫，王曉權(quán)
（湖北省食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，湖北武漢430070）

摘要：研究大豆及大豆制品中甲醛含量的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)方法；對(duì)市售大豆中甲醛本底含量進(jìn)行檢測(cè)。以衍生溶液提取樣品中甲醛，鹽析后取乙腈層采用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)。甲醛的回收率為83.9%～95.6%；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.50%。該方法用于大豆及大豆制品中甲醛含量檢測(cè)結(jié)果滿意。

關(guān)鍵詞：甲醛；大豆及大豆制品；氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀

甲醛是一種無色、有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，在常溫下為氣態(tài)，其35%～40%的水溶液稱為福爾馬林，作為防腐劑使用。甲醛為細(xì)胞原漿毒，毒性很高，已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)［1］，是公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源，也是潛在的強(qiáng)致突變物之一。

近年來，一些不法食品生產(chǎn)經(jīng)營者將甲醛違禁添加到劣質(zhì)食品中改變食品的色澤和口感，從而導(dǎo)致食品中甲醛污染日趨嚴(yán)重，食品中是否含有甲醛以及甲醛含量的高低越來越受到人們廣泛關(guān)注。

食品中甲醛的檢測(cè)方法很多，常用的有分光光度法、色譜法和電化學(xué)法等［2］。目前使用液相色譜法檢測(cè)食品中甲醛含量運(yùn)用最為廣泛，該方法利用醛酮類物質(zhì)可與2，4-二硝基苯肼反應(yīng)生成相應(yīng)的2，4-二硝基苯腙原理對(duì)甲醛進(jìn)行衍生，甲醛衍生物在365 nm處有紫外吸收，可使用液相色譜紫外檢測(cè)器加以定性定量檢測(cè)。該方法與現(xiàn)有其它甲醛含量檢測(cè)方法相比具備較好的選擇性和準(zhǔn)確性，但由于其采用的衍生反應(yīng)并非唯一針對(duì)甲醛，從原理上講，食品中所含有的各類醛酮類物質(zhì)均可以發(fā)生該衍生反應(yīng)，同時(shí)液相色譜依靠保留時(shí)間定性，定性能力上存在一定欠缺，因此，運(yùn)用液相色譜方法檢測(cè)食品中甲醛可能存在假陽性結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)［3］。甲醛對(duì)人體危害較大，社會(huì)關(guān)注度高，若由于檢測(cè)方法問題產(chǎn)生誤判，將會(huì)造成社會(huì)輿論，給檢測(cè)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)帶來負(fù)面影響。因此，有必要開發(fā)一種選擇性更好的方法用于食品中甲醛檢測(cè)，避免出現(xiàn)假陽性的錯(cuò)誤結(jié)果。

本文選擇實(shí)際工作中容易出現(xiàn)甲醛非法添加的豆制品作為研究對(duì)象，探索采用定性能力更強(qiáng)大的氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定甲醛含量的檢測(cè)方法，并利用該方法檢測(cè)大豆原料中甲醛本底含量。結(jié)果表明，該方法選擇性好，回收率高，線性范圍寬，檢出靈敏度高。

1　材料與方法

1．1儀器

TSQ quantum XLS氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國ThermoFisher公司；食品粉碎機(jī)：浙江省瑞安市春海藥材器材廠；恒溫水浴振蕩器：常州國華電器有限公司；渦旋儀：美國YALBOYS公司；Allegra 64R高速冷凍離心機(jī)：美國貝克曼公司。

1．2試劑

乙腈：色譜純；甲醛、乙酸鈉、冰乙酸、2，4-二硝基苯肼、2，4-二硝基苯腙（C7H6N4O4≥98.0%）：東京化成工業(yè)株式會(huì)社；硫酸銨，以上均為分析純；超純水煮沸10 min后冷卻。衍生試劑配制：稱取1.32 g乙酸鈉，150 mg 2，4-二硝基苯肼，以適量水溶解，加入0.5 mL冰乙酸，用50%乙腈-水溶液定容至500 mL。

1．3色譜質(zhì)譜條件

1.3.1色譜條件

進(jìn)樣口250℃；程序升溫過程：柱初溫100℃保持2 min，以10℃/min升至200℃保持1 min，再以20℃/min升至240℃保持4min；載氣為高純氦氣，流速1.2mL/min；不分流進(jìn)樣，不分流時(shí)間1min；進(jìn)樣量1 μL。

1.3.2質(zhì)譜條件

EI離子源，離子源溫度280℃，碰撞氣1.5 mTorr，GC-MS接口溫度280℃，采用選擇性離子對(duì)掃描（SRM），檢測(cè)離子對(duì)及碰撞能量見表1。

表1　 檢測(cè)離子對(duì)及碰撞能量Table 1　Ion pair and collision energy

1．4方法

1．4．1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定

稱取4.5 g甲醛，用水稀釋定容至1 L，采用GB/T 2912.1-2009《附錄B甲醛原液的標(biāo)定-碘量法》進(jìn)行標(biāo)定。

1.4.2樣品處理及被測(cè)成分提取

將大豆、腐竹等大豆制品用粉碎機(jī)粉碎，稱取樣品約2 g，精確到0.1 mg，置于具塞塑料離心管中，準(zhǔn)確加入20.0 mL衍生試劑，旋緊蓋子，渦旋混勻后置于60℃恒溫水浴振蕩器中衍生60 min后取出迅速冷卻至室溫，加入8g硫酸銨，混勻后4000r/min離心5min，取上層清液置于刻度試管中，下層溶液用10 mL乙腈重復(fù)提取1次，合并上清液，用乙腈定容至20 mL，搖勻后待測(cè)［4］。

1.4.3標(biāo)準(zhǔn)溶液衍生

取稀釋后的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入20.0 mL衍生試劑與樣品同樣處理。

1．4．4測(cè)定

在上述色譜質(zhì)譜條件下，待儀器基線穩(wěn)定后，分別注入1 μL衍生后的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列及樣品溶液于氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液系列濃度和峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)樣品衍生后總離子流圖見圖1，衍生物2，4-二硝基苯腙的質(zhì)譜圖見圖2，SRM質(zhì)譜圖見圖3。

圖1　 標(biāo)準(zhǔn)樣品衍生后總離子流圖Fig.1　TIC of GC-MS/MS-SRM for standard sample

圖2　衍生產(chǎn)物2，4-二硝基苯腙的質(zhì)譜圖Fig.2　Mass spectrogram of derivatives 2，4-two nitro phenylhydrazone

圖3　SRM質(zhì)譜圖Fig.3　SRM Mass spectrogram

2　結(jié)果與討論

2．1衍生產(chǎn)物溶解性試驗(yàn)

相關(guān)研究資料對(duì)衍生反應(yīng)產(chǎn)物2，4-二硝基苯腙理化性質(zhì)描述較少，本試驗(yàn)購買了2，4-二硝基苯腙純品，對(duì)其溶解性進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示其不溶于純水、難溶于石油醚、微溶于酸性水溶液和正己烷、易溶于乙腈和乙酸乙酯。

2.2提取溶劑和蛋白沉淀劑的選擇

甲醛水溶性好，本試驗(yàn)優(yōu)先采用超純水提取，發(fā)現(xiàn)大豆樣品及大豆制品中含有較多蛋白質(zhì)和脂肪成分，采用水為溶劑提取后提取液呈乳化狀態(tài)，離心亦無法使之有效分層。試驗(yàn)中先采用食品檢測(cè)常用的蛋白沉淀劑亞鐵氰化鉀和乙酸鋅用于沉淀蛋白，經(jīng)測(cè)試蛋白沉淀效率顯著，但由于其沉淀蛋白主要機(jī)理為吸附作用，因此導(dǎo)致檢測(cè)回收率較低，加標(biāo)回收率僅為50%左右；后改用硫酸銨鹽析，沉淀效果不滿意。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在超純水中加入一定比例的乙腈可明顯減少樣品中雜質(zhì)溶出。試驗(yàn)選用50%乙腈-水溶液作為提取溶液，既能夠利用水對(duì)甲醛的溶解性進(jìn)行有效提取，又能夠發(fā)揮乙腈的蛋白沉淀效果。為減少操作步驟，試驗(yàn)中采用50%乙腈-水溶液配制衍生試劑，將目標(biāo)物提取、沉淀蛋白和衍生反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。另外，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加入乙腈也有助于提高衍生產(chǎn)物溶解性，避免在水相析出。

2.3進(jìn)樣溶劑的選擇

采用含水量較高的提取溶劑，不適宜直接進(jìn)入質(zhì)譜，需要選擇合適的有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取后進(jìn)樣，該溶劑的萃取效率直接影響方法的檢測(cè)靈敏度。由于2，4-二硝基苯腙難溶于石油醚，微溶于正己烷，采用環(huán)己烷［5］、三氯甲烷、乙酸乙酯等溶劑對(duì)衍生產(chǎn)物2，4-二硝基苯腙進(jìn)行萃取，結(jié)果表明，乙酸乙酯萃取效率相對(duì)較好，但回收率仍不太滿意。乙腈與水可以任何比例混溶，但當(dāng)加入水溶性好的鹽后能使乙腈和水完全分離。經(jīng)試驗(yàn)，向樣品提取管中加入8 g硫酸銨后以4 000 r/min冷凍離心［1］，樣品可以分為3層，上層為乙腈層、中層為樣品殘?jiān)?、下層為飽和的硫酸銨水溶液，吸取乙腈層可以直接進(jìn)樣。

2．4方法的準(zhǔn)確度測(cè)定

稱取3份樣品，分別加入一定量的甲醛標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液，在前述條件下進(jìn)行回收率的測(cè)定。結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)，甲醛含量測(cè)定的回收率范圍為83.9%～95.6%，甲醛含量測(cè)定的加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果見表2。

2．5方法的精密度測(cè)定

稱取一份樣品，按上述方法處理，平行測(cè)定6次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)，甲醛含量測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.50%（表3），表明該分析方法精密度良好，甲醛含量測(cè)定的精密度試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2　甲醛含量測(cè)定的加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果Table 2　Recovery test of formaldehyde

表3　甲醛含量測(cè)定的精密度試驗(yàn)結(jié)果Table 3　Precision test of formaldehyde

2.6方法的線性范圍和檢出限

將標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成0、0.2、0.4、1、2、3、12 μg/L系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照上述過程處理及測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖4，相關(guān)系數(shù)為R2=0.999 8，結(jié)果表明線性關(guān)系良好。經(jīng)試驗(yàn)，該方法檢出限為0.5 mg/kg。

圖4　 甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.4　The standard curve of formaldehyde standard solution

2．7大豆樣品中甲醛本底含量分析

收集非轉(zhuǎn)基因大豆、市售各產(chǎn)地轉(zhuǎn)基因大豆進(jìn)行分析表明，大豆中甲醛本底含量在3.0 mg/kg～5.0 mg/kg之間。

3　小結(jié)

通過將樣品粉碎、渦旋混合提取及衍生、離心分離等一系列提取凈化步驟并采用優(yōu)化的色譜質(zhì)譜條件，成功地進(jìn)行了大豆及大豆制品中甲醛含量的檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明：該檢測(cè)方法選擇性好，回收率高，線性范圍寬，檢出靈敏度高，是大豆及大豆制品中甲醛含量檢測(cè)快速而準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，可很好的應(yīng)用于全面調(diào)查和日常檢測(cè)相關(guān)產(chǎn)品中甲醛本底和非法添加情況。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.11.036

作者簡介：張莉（1978—），女（漢），高級(jí)工程師，碩士研究生，研究方向：食品安全檢驗(yàn)與管理。

收稿日期：2014-12-08

Determination of Formaldehyde in Soybean and Soybean Products Using Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

ZHANG Li，JIANG Feng，F(xiàn)AN Zhi-yong，LI Ling，SONG Zhe，HUANG Zong-qian，WANG Xiao-quan
（Hubei Provincial Institute for Food Supervision and Test，Wuhan 430070，Hubei，China）

Abstract：This paper introduced the determination method of formaldehyde in soybean and soybean products by GC-MS/MS；To detect the background concentration of formaldehyde in the commercial soybean.The sample was extracted with derivatization solution，took acetonitrile layer after salting out，detected by GC-MS/MS．The recovery was found for formaldehyde to be 83.9%-95.6%，and the relative standard deviation was 2.50%．The method used for the detection of formaldehyde in soybean and soybean products with satisfactory results．

Key words：formaldehyde；soybean and soybean products；GC-MS/MS