氣相色譜法測定液態奶中1,2-丙二醇的方法優化

◎ 陳德斌，許均圖，陳冬虹，陳嘉儀

（廣州華鑫檢測技術有限公司，廣東 廣州 510663）

1,2-丙二醇是一種有機化合物，常態下為無色黏稠液體，近乎無味，細聞微甜，可與乙醇、水及多種有機溶液互溶。1,2-丙二醇在食品加工中應用廣泛，有穩定、保濕、增稠、增香的作用。《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）中規定了1,2-丙二醇在生濕面制品中的最大使用量為1.5 g·kg-1，在糕點中的最大使用量為3.0 g·kg-1，而在液態奶中不允許使用1,2-丙二醇作為食品添加劑。然而，有生產廠家為了增強液態奶的口感，使其入口更加香滑醇厚，在液態奶生產過程中超范圍添加丙二醇。有關純牛奶中檢出1,2-丙二醇的新聞一度被推上熱搜，生產企業在生產純牛奶的過程中超范圍使用食品添加劑丙二醇的事實被曝光，涉事企業也因此被立案調查[1]。

1,2-丙二醇可作為穩定劑、抗結劑、水分保持劑、增稠劑、消泡劑和乳化劑，在糕點和生濕面制品的生產中使用，是一類低毒的食品添加劑，但如果超范圍添加到日常飲用的液態奶中，長期攝入會在人體內積累，可對神經系統和泌尿系統造成一定影響，導致失眠、惡心、腎功能紊亂等中毒反應。因此加大對液態奶中1,2-丙二醇的檢測力度對食品安全監管有積極的意義。目前，《食品安全國家標準 食品中1,2-丙二醇的測定》（GB 5009.251—2016）規定了食品中1,2-丙二醇的檢測方法，其中針對液態奶中1,2-丙二醇的檢測用到了第一法氣相色譜法，采用外標法定量[2]。趙婭鴻[3]也研究了不同樣品中丙二醇的檢測方法，而在實際工作中通過不斷優化實驗操作和儀器方法以提高檢測效率，同時也發現使用內標法可以更好地消除誤差和干擾[4-6]。本文是在《食品安全國家標準 食品中1,2-丙二醇的測定》（GB 5009.251—2016）第一法的基礎上，對液態奶中1,2-丙二醇的檢測方法進行優化。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1,2-丙二醇標準品（10 000 mg·L-1，上海安譜）；正丁醇（HPLC 級，1 L，CNW）；無水乙醇（分析純，廣州化學試劑廠）；有機系針頭式濾膜（0.45 μm，上海安譜）；氣相色譜儀（Agilent 7890B，配FID 氫火焰離子化檢測器）；百分之一電子天平（賽多利斯BSA822-CW）；萬分之一電子天平（梅特勒-托利多ME204E）；渦漩振蕩器（IKA MS2）；超聲波清洗器（WIGGENS UA03MFDN）；高速冷凍離心機（湖南赫西HR/T20MM，配50 mL×8 位轉子）。

1.2 標準溶液配制

1.2.1 標準儲備液的配制

精確吸取1 mL 10 000 mg·L-1的1,2-丙二醇標準品于10 mL棕色容量瓶中，加入無水乙醇至刻度，搖勻，即得1 000 mg·L-1的1,2-丙二醇標準儲備液。

1.2.2 內標工作液的配制

精確稱量0.5 g 正丁醇于100 mL 棕色容量瓶中，加入無水乙醇至刻度，搖勻，即得5 000 mg·L-1正丁醇內標工作液。

1.2.3 標準系列溶液的配制

精確吸取0 μL、20 μL、50 μL、100 μL、200 μL和500 μL 濃度為1 000 mg·L-1的1,2-丙二醇標準儲備液分別置于6 個10 mL 棕色容量瓶中，再分別各加入20 μL 5 000 mg·L-1正丁醇內標工作液，再以無水乙醇分別定容至刻度，即得質量濃度為0 mg·L-1、2.0 mg·L-1、5.0 mg·L-1、10.0 mg·L-1、20.0 mg·L-1和50.0 mg·L-1的1,2-丙二醇標準系列溶液，其中內標物正丁醇的質量濃度均為10 mg·L-1。

1.3 樣品前處理

將液體奶放至室溫后搖勻，稱取均勻試樣5 g（精確到0.01 g）于25 mL 容量瓶中，加入50 μL 5 000 mg·L-1正丁醇內標工作液，加入無水乙醇定容至刻度，渦旋振蕩1 min，再超聲提取5 min，將提取液混勻之后轉移到50 mL 尖底離心管中，10 000 r·min-1冷凍離心3 min，取上清液過0.45 μm 有機相針頭式濾膜后裝入進樣瓶中，待測。

1.4 氣相色譜條件

色譜柱：HP-INNOWAX 毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：高純氮氣（99.999%）；載氣流速：1.2 mL·min-1；進樣量：1.0 μL；進樣模式：分流進樣，分流比15 ∶1；進樣口溫度：230 ℃；程序升溫：60 ℃保持1 min，以20 ℃·min-1升溫至240 ℃保持5 min；FID 溫度：260 ℃；氫氣流速：35 mL·min-1；空氣流速：350 mL·min-1；尾吹氣流速：30 mL·min-1。

2 結果與分析

2.1 前處理方法的優化

本試驗通過減少樣品量和提取溶劑的使用量來優化實驗的成本，并兼顧環境保護。增加了超聲提取的環節以提高提取效率和樣液的均勻度。在超聲時間的選擇方面，試驗對比了5 min、10 min、15 min 超聲時間對提取效率的影響，結果表明超聲時間從5 ～15 min對提取效率均無顯著影響。故選擇5 min 超聲時間以提高前處理效率。

2.2 色譜條件的選擇與優化

2.2.1 分流比的優化

試驗研究了5 ∶1、10 ∶1、15 ∶1、20 ∶1 和25 ∶1 共5 種分流比對分離度和目標峰峰形的影響，發現分流比太低易導致目標峰峰寬過大，分流比太高時檢測靈敏度顯著降低。在15 ∶1 分流比的條件下，目標峰峰形好看，同時可以保證方法的靈敏度。

2.2.2 載氣流速的優化

試驗研究了0.8 ～1.8 mL·min-1的載氣流速對目標峰的影響，結果表明載氣流速低于1 mL·min-1時峰形略有拖尾，而當載氣流速較高時，柱頭壓力較高且正丁醇與1,2-丙二醇的分離效果不夠好。故選擇1.2 mL·min-1的載氣流速，以兼顧分離度和峰形。

2.2.3 程序升溫的優化

試驗研究了恒定溫度和程序升溫兩種柱溫模式下目標物出峰效果，研究表明恒溫條件下分離度差、出峰晚，且峰形不理想。而程序升溫能提高上機效率，保證有良好分離度和峰形。

2.3 色譜柱的選擇

試驗對比了DB-1、HP-5、DB-17、DB-WAX 和HP-INNOWAX 等5 種色譜柱對目標物的分離效果，結果表明DB-WAX 和HP-INNOWAX 分離效果佳，使用HP-INNOWAX 的峰形比使用DB-WAX 的峰形更加尖銳對稱，且HP-INNOWAX 柱的柱流失更低，故選擇HP-INNOWAX 柱。

2.4 內標物的選擇

根據內標物選擇的原則，需選擇與待測物1,2-丙二醇性質相近、液態奶試樣中不存在的，且可與待測物1,2-丙二醇在色譜圖上完全分離的物質，通過比較各種醇類物質之后，發現正丁醇可與1,2-丙二醇和乙醇互溶，且不相互反應，相同濃度的響應較接近，分離度好，故選擇正丁醇作為內標物。

2.5 方法線性范圍

在0 ～50.0 mg·L-1，以1,2-丙二醇峰面積和內標正丁醇峰面積比值為縱坐標，1,2-丙二醇質量濃度和內標正丁醇質量濃度的比值為橫坐標，繪制標準曲線，得到回歸方程的相關系數為0.999 2。標準溶液譜圖見圖1，1,2-丙二醇內標法標準曲線見圖2。

圖1 1,2-丙二醇和內標正丁醇的典型譜圖

圖2 1,2-丙二醇內標法標準曲線圖

2.6 檢出限及定量限

采用本試驗建立的方法，根據液態奶空白樣品的基線噪聲值求其平均值，按照信噪比S/N=3 計算1,2-丙二醇的檢出限為0.007 g·kg-1，按照信噪比S/N=10計算1,2-丙二醇的定量限為0.020 g·kg-1。

2.7 回收率與精密度

在液態奶空白基質中，分別添加質量濃度為0.02 g·kg-1、0.06 g·kg-1、0.20 g·kg-1的1,2-丙二醇，每個濃度水平添加6 個平行樣品，按本試驗建立的方法進行測定，測得1,2-丙二醇的加標回收率及精密度見表1。

表1 液態奶中1,2-丙二醇的加標回收率和精密度數據表

3 結論

本研究優化了液態奶中1,2-丙二醇的檢測方法，該方法具有靈敏度高、精密度高、準確度好、操作簡便高效、運行成本低和環境友好等優點，適用于液態奶中1,2-丙二醇的快速準確分析。