氣相色譜法測(cè)定液態(tài)奶中1,2-丙二醇的方法優(yōu)化

◎ 陳德斌，許均圖，陳冬虹，陳嘉儀

（廣州華鑫檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣東 廣州 510663）

1,2-丙二醇是一種有機(jī)化合物，常態(tài)下為無(wú)色黏稠液體，近乎無(wú)味，細(xì)聞微甜，可與乙醇、水及多種有機(jī)溶液互溶。1,2-丙二醇在食品加工中應(yīng)用廣泛，有穩(wěn)定、保濕、增稠、增香的作用。《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB 2760—2014）中規(guī)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(diǎn)中的最大使用量為3.0 g·kg-1，而在液態(tài)奶中不允許使用1,2-丙二醇作為食品添加劑。然而，有生產(chǎn)廠家為了增強(qiáng)液態(tài)奶的口感，使其入口更加香滑醇厚，在液態(tài)奶生產(chǎn)過(guò)程中超范圍添加丙二醇。有關(guān)純牛奶中檢出1,2-丙二醇的新聞一度被推上熱搜，生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)純牛奶的過(guò)程中超范圍使用食品添加劑丙二醇的事實(shí)被曝光，涉事企業(yè)也因此被立案調(diào)查[1]。

1,2-丙二醇可作為穩(wěn)定劑、抗結(jié)劑、水分保持劑、增稠劑、消泡劑和乳化劑，在糕點(diǎn)和生濕面制品的生產(chǎn)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(tài)奶中，長(zhǎng)期攝入會(huì)在人體內(nèi)積累，可對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)造成一定影響，導(dǎo)致失眠、惡心、腎功能紊亂等中毒反應(yīng)。因此加大對(duì)液態(tài)奶中1,2-丙二醇的檢測(cè)力度對(duì)食品安全監(jiān)管有積極的意義。目前，《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中1,2-丙二醇的測(cè)定》（GB 5009.251—2016）規(guī)定了食品中1,2-丙二醇的檢測(cè)方法，其中針對(duì)液態(tài)奶中1,2-丙二醇的檢測(cè)用到了第一法氣相色譜法，采用外標(biāo)法定量[2]。趙婭鴻[3]也研究了不同樣品中丙二醇的檢測(cè)方法，而在實(shí)際工作中通過(guò)不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作和儀器方法以提高檢測(cè)效率，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)使用內(nèi)標(biāo)法可以更好地消除誤差和干擾[4-6]。本文是在《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中1,2-丙二醇的測(cè)定》（GB 5009.251—2016）第一法的基礎(chǔ)上，對(duì)液態(tài)奶中1,2-丙二醇的檢測(cè)方法進(jìn)行優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1,2-丙二醇標(biāo)準(zhǔn)品（10 000 mg·L-1，上海安譜）；正丁醇（HPLC 級(jí)，1 L，CNW）；無(wú)水乙醇（分析純，廣州化學(xué)試劑廠）；有機(jī)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(cè)器）；百分之一電子天平（賽多利斯BSA822-CW）；萬(wàn)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(jī)（湖南赫西HR/T20MM，配50 mL×8 位轉(zhuǎn)子）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制

精確吸取1 mL 10 000 mg·L-1的1,2-丙二醇標(biāo)準(zhǔn)品于10 mL棕色容量瓶中，加入無(wú)水乙醇至刻度，搖勻，即得1 000 mg·L-1的1,2-丙二醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。

1.2.2 內(nèi)標(biāo)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(wú)水乙醇至刻度，搖勻，即得5 000 mg·L-1正丁醇內(nèi)標(biāo)工作液。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液分別置于6 個(gè)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(nèi)標(biāo)工作液，再以無(wú)水乙醇分別定容至刻度，即得質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)系列溶液，其中內(nèi)標(biāo)物正丁醇的質(zhì)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(nèi)標(biāo)工作液，加入無(wú)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(zhuǎn)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(guò)0.45 μm 有機(jī)相針頭式濾膜后裝入進(jìn)樣瓶中，待測(cè)。

1.4 氣相色譜條件

色譜柱：HP-INNOWAX 毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：高純氮?dú)猓?9.999%）；載氣流速：1.2 mL·min-1；進(jìn)樣量：1.0 μL；進(jìn)樣模式：分流進(jìn)樣，分流比15 ∶1；進(jìn)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(jié)果與分析

2.1 前處理方法的優(yōu)化

本試驗(yàn)通過(guò)減少樣品量和提取溶劑的使用量來(lái)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的成本，并兼顧環(huán)境保護(hù)。增加了超聲提取的環(huán)節(jié)以提高提取效率和樣液的均勻度。在超聲時(shí)間的選擇方面，試驗(yàn)對(duì)比了5 min、10 min、15 min 超聲時(shí)間對(duì)提取效率的影響，結(jié)果表明超聲時(shí)間從5 ～15 min對(duì)提取效率均無(wú)顯著影響。故選擇5 min 超聲時(shí)間以提高前處理效率。

2.2 色譜條件的選擇與優(yōu)化

2.2.1 分流比的優(yōu)化

試驗(yàn)研究了5 ∶1、10 ∶1、15 ∶1、20 ∶1 和25 ∶1 共5 種分流比對(duì)分離度和目標(biāo)峰峰形的影響，發(fā)現(xiàn)分流比太低易導(dǎo)致目標(biāo)峰峰寬過(guò)大，分流比太高時(shí)檢測(cè)靈敏度顯著降低。在15 ∶1 分流比的條件下，目標(biāo)峰峰形好看，同時(shí)可以保證方法的靈敏度。

2.2.2 載氣流速的優(yōu)化

試驗(yàn)研究了0.8 ～1.8 mL·min-1的載氣流速對(duì)目標(biāo)峰的影響，結(jié)果表明載氣流速低于1 mL·min-1時(shí)峰形略有拖尾，而當(dāng)載氣流速較高時(shí)，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(yōu)化

試驗(yàn)研究了恒定溫度和程序升溫兩種柱溫模式下目標(biāo)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(jī)效率，保證有良好分離度和峰形。

2.3 色譜柱的選擇

試驗(yàn)對(duì)比了DB-1、HP-5、DB-17、DB-WAX 和HP-INNOWAX 等5 種色譜柱對(duì)目標(biāo)物的分離效果，結(jié)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(duì)稱，且HP-INNOWAX 柱的柱流失更低，故選擇HP-INNOWAX 柱。

2.4 內(nèi)標(biāo)物的選擇

根據(jù)內(nèi)標(biāo)物選擇的原則，需選擇與待測(cè)物1,2-丙二醇性質(zhì)相近、液態(tài)奶試樣中不存在的，且可與待測(cè)物1,2-丙二醇在色譜圖上完全分離的物質(zhì)，通過(guò)比較各種醇類物質(zhì)之后，發(fā)現(xiàn)正丁醇可與1,2-丙二醇和乙醇互溶，且不相互反應(yīng)，相同濃度的響應(yīng)較接近，分離度好，故選擇正丁醇作為內(nèi)標(biāo)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(nèi)標(biāo)正丁醇峰面積比值為縱坐標(biāo)，1,2-丙二醇質(zhì)量濃度和內(nèi)標(biāo)正丁醇質(zhì)量濃度的比值為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程的相關(guān)系數(shù)為0.999 2。標(biāo)準(zhǔn)溶液譜圖見圖1，1,2-丙二醇內(nèi)標(biāo)法標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。

圖1 1,2-丙二醇和內(nèi)標(biāo)正丁醇的典型譜圖

圖2 1,2-丙二醇內(nèi)標(biāo)法標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

2.6 檢出限及定量限

采用本試驗(yàn)建立的方法，根據(jù)液態(tài)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(jì)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(jì)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(tài)奶空白基質(zhì)中，分別添加質(zhì)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(gè)濃度水平添加6 個(gè)平行樣品，按本試驗(yàn)建立的方法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得1,2-丙二醇的加標(biāo)回收率及精密度見表1。

表1 液態(tài)奶中1,2-丙二醇的加標(biāo)回收率和精密度數(shù)據(jù)表

3 結(jié)論

本研究?jī)?yōu)化了液態(tài)奶中1,2-丙二醇的檢測(cè)方法，該方法具有靈敏度高、精密度高、準(zhǔn)確度好、操作簡(jiǎn)便高效、運(yùn)行成本低和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，適用于液態(tài)奶中1,2-丙二醇的快速準(zhǔn)確分析。