離子色譜-質譜法測定面制品中溴酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽

封麗娟，張 昊，劉曉華，霍宗利，朱 醇?

(1.連云港市質量技術綜合檢驗檢測中心，連云港 222000；2.江蘇省疾病預防控制中心，南京 210009；3.克孜勒蘇柯爾克孜自治州疾病預防控制中心，克孜勒蘇柯爾克孜自治州845350)

溴酸鹽是一種2B 級致癌物，但因為其成本低廉，在我國曾被廣泛作為面粉改良劑使用，我國從2005年開始全面禁止溴酸鹽在面粉中作為添加劑使用。氯酸鹽和高氯酸鹽都是重要的工業原料，且都是在自然環境中廣泛存在的污染物[1-2]，會通過食物鏈富集或者環境暴露污染，給人類的健康帶來了威脅，尤其是高氯酸鹽在自然界中極其難降解，屬于持久性污染物。我國現行有效的食品中溴酸鹽的測定方法為國家標準GB/T 20188－2006《小麥粉中溴酸鹽的測定離子色譜法》中的離子色譜法，該方法采用的電導檢測器對溴酸鹽沒有特異性響應，因為溴酸鹽的色譜保留比較差，所以極易出現假陽性結果，尤其是氯化物含量較高時，必須在前處理過程中增加除氯的步驟，這些缺點嚴重制約了該方法的推廣應用。目前，測定溴酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽的方法主要有離子色譜法[3]、高效液相色譜-串聯質譜法[4-6]、離子色譜-串聯質譜法[7-8]和離子色譜-電感耦合等離子體質譜法[9]等。其中，效果最好的是離子色譜-串聯質譜法，但離子色譜-串聯質譜儀不屬于常規設備，在基層單位很難推廣應用。

本工作所用流動相中含有甲胺溶液，甲胺為易揮發性物質，因此可以在高效液相色譜-串聯質譜儀上應用。基于此，建立了測定面制品中溴酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽含量的離子色譜-質譜法。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

AB Sciex 5500 型超高效液相色譜-質譜聯用儀；Sigma 2-16KJ型高速離心機；SI VORTEX-GENIE 2型渦旋混合儀；0.22μm 水相針頭式濾器。

溴酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽標準儲備溶液:1 000 mg·L－1。

氯酸鹽-18O3(溴酸鹽、氯酸鹽的同位素內標)標準溶液:100 mg·L－1。

高氯酸鹽-18O4(高氯酸鹽的同位素內標)標準溶液:100 mg·L－1。

甲胺為分析純；乙腈為色譜純；試驗用水為自制的超純水。

1.2 儀器工作條件

1)色譜條件 Dionex AS16 離子交換色譜柱(250 mm×2.1 mm，9μm)；柱溫25℃，樣品室溫度5 ℃；進樣量5μL；流量0.3 mL·min－1。流動相:A 為0.7 mol·L－1甲胺溶液，B 為乙腈。梯度洗脫程序:0～4 min 時，A 為65%；4～5 min 時，A 由65%降至10%，保持2 min；7～8 min時，A 由10%升至65%，保持4 min。

2)質譜條件 電噴霧離子源，負離子掃描；離子源溫度550 ℃；噴霧電壓4.5 k V；氣簾氣壓力2.76×105Pa；多反應監測(MRM)模式。其余質譜參數見表1，其中，“?”為定量離子。

1.3 試驗方法

面制品樣品粉碎后過篩，稱取粉碎后樣品1.50 g于50 mL 離心管中，加入100 μL 的100 mg·L－1同位素內標標準溶液，再加入20 mL水渦旋30 s混勻，超聲提取15 min，以5 000 r·min－1轉速離心10 min。上清液轉移至另一個50 mL離心管中，加入10 mL 石油醚除脂[8](若樣品為面粉，因其油脂含量不高，可省略此步驟)，取10 mL下層清液通過活化后的DionexTMOn-GuardTMⅡRP 反相小柱(依次用5 mL 甲醇和10 mL水沖洗活化)，棄去前2 mL 流出液，收集隨后流出液，使用0.22μm 水相針頭式濾器過濾后按儀器工作條件進行測定。

表1 質譜參數Tab.1 MS parameters

2 結果與討論

2.1 色譜行為

按儀器工作條件對20μg·L－1溴酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽的混合標準溶液(含同位素內標)進行測定，其提取離子流色譜圖見圖1。

因溴酸鹽同位素內標不易獲得，試驗用氯酸鹽同位素內標對溴酸鹽進行校正，獲得滿意的結果。

圖1 溴酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽混合標準溶液的提取離子流色譜圖Fig.1 Extraction ion flow chromatograms of mixed standard solution of bromate，chlorate and perchlorate

2.2 色譜條件的選擇

試驗參考EPA 方法331.0《液相色譜-電噴霧質譜法測定飲用水中高氯酸鹽》，使用離子交換色譜柱作為分析柱，試驗考察了Dionex AS11、Dionex AS16和Dionex AS19 等3 種離子交換色譜柱對3種目標化合物分離效果的影響。結果表明:3種目標化合物在Dionex AS11離子交換色譜柱上的保留均比較弱，不利于目標化合物與面制品中雜質的分離；雖然Dionex AS19 離子交換色譜柱保留比較強，但甲胺溶液的洗脫能力比常規的非揮發性的氫氧化鈉和碳酸銨弱，導致分析時間過長；Dionex AS16離子交換色譜柱保留時間適中。試驗選用Dionex AS16離子交換色譜柱。

為提高方法的適用性，本方法采用揮發性的甲胺溶液作為流動相，不需要在柱后采用抑制器除鹽。

考慮到面制品中有機物含量比較高，容易污染色譜柱，試驗采用甲胺溶液與乙腈進行梯度洗脫，利用高比例的有機相在目標化合物分離后能將可能殘留的有機物洗脫下來，延長色譜柱的使用壽命。采用0.4，0.7，1.0 mol·L－1的甲胺溶液作為流動相的水相進行試驗。結果表明:不同濃度的甲胺溶液作為流動相的水相時，目標化合物的檢出限沒有顯著性差異；0.7 mol·L－1甲胺溶液作為流動相的水相時，出峰時間適中，且面制品中基質對目標化合物無干擾。試驗選擇流動相的水相為0.7 mol·L－1甲胺溶液。

2.3 標準曲線、檢出限和測定下限

分別移取適量的1 000 mg·L－1溴酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽標準儲備溶液，用水逐級稀釋成溴酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽的混合標準溶液系列。其中氯酸鹽的質量濃度依次為10，20，40，80，160μg·L－1，溴酸鹽和高氯酸鹽的質量濃度依次為2.5，5.0，10，20，40μg·L－1，添加適量的100 mg·L－1同位素內標標準溶液使同位素內標的質量濃度均為10μg·L－1。按儀器工作條件對上述含內標的溴酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽混合標準溶液系列進行測定，并繪制標準曲線。溴酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽的線性范圍、線性回歸方程和相關系數見表2。

分別根據3倍信噪比和10倍信噪比計算方法的檢出限(3S/N)和測定下限(10S/N)，結果見表2。

表2 線性范圍、線性回歸方程、相關系數、檢出限和測定下限Tab.2 Linearity ranges，linear regression equations，correlation coefficients，detection limits and lower limits of determination

2.4 精密度和回收試驗

按試驗方法對空白面制品樣品進行加標回收試驗，計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD)，結果見表3。

表3 精密度和回收試驗結果(n＝5)Tab.3 Results of tests for precision and recovery(n＝5)

2.5 樣品分析

分別在新疆地區和江蘇地區采集拉面樣品20份和囊樣品17份按試驗方法進行分析。結果表明:在37份樣品中溴酸鹽均未檢出，氯酸鹽的測定值為0.021～0.275 mg·kg－1，高氯酸鹽的測定值為0.002～0.009 mg·kg－1。