作者:张明
丙烯酰胺( Acrylamide,AM)作为国际公认的CMR 2A类致癌物质,具有潜在的神经毒性、遗传毒性和致癌性。2002年,瑞典NFA(国家食品管理局)公布了淀粉类食品经高温烹制后,会生成高含量丙烯酰胺。鉴于丙烯酰胺对人体的危害,我国卫生部于2005年发布了《食品中丙烯酰胺的危险性评估》的报告,以减少因丙烯酰胺可能导致的健康危害。
“馕”作为新疆传统食品的代表,已有2 000多年的历史。馕制品在新疆人民膳食结构中占有非常大比例,其配料及馕坑特殊的高温烤制具备了丙烯酰胺产生的条件,这意味着消费者在持续不断地摄人丙烯酰胺。目前,我国关于馕制品中丙烯酰胺的相关研究甚少,而食品中痕量丙烯酰胺的测定方法主要有英国科学试验中心Castle报道的GC-MS法,美国FDA公布的LC-MS法和Paleologos和Kontominas等采用的HPLC法。其中GC-MS法和LC-MS法对技术和设备的要求很高,方法普及难度较大;而HPLC法的样品净化繁琐,试剂纯化要求高。因此,建立馕制品中丙烯酰胺的检测方法对于监测和安全评价新疆各民族人民的健康饮食,以及能否实现新疆民族传统食品的健康发展具有重要意义。试验以新疆馕制品为研究对象,采用电子俘获检测器(μECD),建立了GC- μECD快速测定馕制品中丙烯酰胺的方法。该方法样品前处理简单,具有快速、廉价、准确的特点,便于方法普及.
1 材料与方法
1.1材料与仪器
市售馕制品。
丙烯酰胺( AM):纯度>99.9,上海富众生物科学有限公司;2,3-二溴丙酰胺标准品(2.
3-DBPA):纯度>99.8,上海晶纯生化科技股份有限公司;正己烷、乙酸乙酯:分析纯,霍尼韦尔贸易有限公司;亚铁氰化钾:分析纯,天津市化学试剂三厂;硫酸锌、溴:分析纯,天津市福晨化学试剂厂;无水硫酸钠:分析纯,天津市致远化学试剂有限公司;冰乙酸、溴化钾:分析纯,天津市光复科技发展有限公司;氢溴酸:分析纯,天津市天大化工实验厂;硫代硫酸钠:分析纯,天津永晨精细化工有限公司;蒸馏水(二次蒸馏)。
Agilent 6890N气相色谱仪:美国Agilent公司;电子俘获检测器(μECD);Agilent 19091J-413毛细管色谱柱(30 m×320斗m×0.25 pm):美国Agilent公司;N-1001旋转蒸发仪:郑州科工贸有限公司;TGL-16gR高速冷冻离心机:湖南湘仪离心机仪器有限公司;FW-100高速万能粉碎机:北京市永光明医疗仪器有限公司;恒温水浴锅:北京市永光明医疗仪器有限公司。
1.2试验方法
1.2.1溶液的配制
丙烯酰胺标准液:精确称取5.00 mg丙烯酰胺标准品溶解于5 mL蒸馏水中,得1 mg/mL的丙烯酰胺的储备液,再将其稀释为10 μg/mL的标准溶液,至于40C冰箱密封保存(丙烯酰胺物质在常温下化学性质极其稳定,不易发生变化,但考虑到试验准确性,试剂最好现用现配,且密封保存)。
2. 3-DBPA标准溶液的配制:溶解2,3-DBPA于乙酸乙酯中得1mg/mL的储备液,再将储备液稀释为10μg/mL的标准溶液,至于4℃冰箱待用。
Carrez I试剂:称取14.4 g亚铁氰化钾溶于50 mL水中。
C arrezⅡ试剂:称取28.8 g硫酸锌溶于50 mL水中。
饱和溴水:将约4 mL溴加入250 mL水中至沉淀出现。
1.2.2样品前处理
来源:自乌鲁木齐市场上购买的馕制品作为样品。
提取:馕制品阴干粉粹后,准确称取5.00 g馕粉样品于100 mL锥形瓶中,加提取溶剂蒸馏水50 mL,50℃水浴均质40 min,并经常摇动。向悬浮液中加入约0.5 mL冰醋酸酸化至pH 4~5,加入Carrez I试剂和CarrezⅡ试剂各2 mL处理,充分摇匀后静置5 min,于8 000×g下离心15 min。上清液过滤至100 mL锥形瓶中。
柱前溴化衍生:称取煅烧过的KBr 5 g溶解于滤液中,加氢溴酸调节pH 1—3后再加10 mL饱和溴水于锥形瓶中,不断搅拌,并用铝箔密封后转移至冰浴反应3 h。
蒸发:待反应完成后,加入几滴1 mol/L Na2S203,终点为黄色消失,使得过量的溴分解。再将混合物移人一个250 mL分离漏斗中用50 mL乙酸乙酯/正已烷(4:1,V/V)抽提,摇动60 s。相分离后,丢弃较低的水层。有机相经脱水(经煅烧Na2S04 15 g)过滤到100 mL圆底烧瓶内。混合馏分用旋转蒸发仪(55℃,真空)蒸发后定容至5 mL用于GC分析。
1.2.3气相色谱条件
程序控制分流/不分流进样器( PSS);Agilent19091J-413毛细管色谱柱(30 m×320 μm×0.25μm);载气N2,流速1.6 mL/min;不分流进样;进样方式:自动进样;进样量1 μL,进样口温度260℃,检测器温度375℃;程序升温:65℃(1 min,15 oC/min) →120 ℃(40 ℃/min)→170℃(15℃/min)~240℃(10 min)。
1.2.4标准曲线的绘制
向6个含有100 mL蒸馏水的250 mL锥形烧瓶中分别加入0,2,4,6,8和10 μL的丙烯酰胺标准溶液,然后再将这些溶液按照1.2.2进行样品前处理,定容后取样液进行GC分析。以浓度为横坐标,峰面积为纵坐标绘制标准曲线。
1.2.5样品定量分析
根据标准曲线定量分析计算2,3-=溴丙酰胺含量,换算得到馕制品中丙烯酰胺的含量,换算公式为:
Y=CV/W (1)
式中:Y-样品中丙烯酰胺含量,μg/kg; C-由准曲线得到的提取液中2,3-=溴丙酰胺的质量浓度,μg/mL; V-样品提取液定容的体积,mL;W-称取的样品的质量,kg。
2结果与分析
2.1定性试验
分别取乙酸乙酯、2,3-DBPA标准溶液(10 μg/mL)和样品提取液进样,比较三者色谱图,确定2,3-DBPA的保留时间为5.453 min。
2.2标准曲线绘制
以2,3-DBPA质量浓度为横坐标,其峰面积为纵坐标作标准曲线,得线性回归方程:y=1 490.5x+27.714.R2=0.998 8。结果表明:在0.2—1.0μg/mL的质量浓度范围内线性相关性良好。
2.3馕制品中丙烯酰胺浸提溶剂选择
比较蒸馏水、甲醇和乙腈三种试剂对馕制品中丙烯酰胺的提取效果。研究发现蒸馏水、甲醇和乙腈的浸提效果都较好,峰形和对称性良好,但乙腈在GC上的分离效果较甲醇差,存在拖峰现象。丙烯酰胺是一种强极性化合物,在水中的溶解度最大,对于大多数食品样品提取完全,再者从经济和安全的角度综合考虑,选择蒸馏水作为浸提溶剂较为合适。
2.4馕制品中丙烯酰胺浸提时间的确定
称取馕样品5份,每份5.00 g,以蒸馏水为浸提溶剂,于55℃下分别浸提20,30,40,50和60 min,比较不同浸提时间对样品中丙烯酰胺的提取效果,以确定最佳浸提时间,结果见图3。
由图3可以看出随着浸提时间的延长,样品中丙烯酰胺的提取率呈现先增加后降低的趋势。当浸提时间为40 min时提取率最大,随着时间延长,样品液出现糊化现象,可能影响浸提效果。因此选择时间40 min作为馕制品中丙烯酰胺的浸提时间。
2.5馕制品中丙烯酰胺浸提温度的确定
称取馕样品5份,每份5.00 g,以蒸馏水为浸提溶剂,分别于40℃,50℃,60℃.70℃和80℃下浸提40 min,比较不同浸提温度对丙烯酰胺的提取效果,以确定最佳浸提温度.结果见图4。
由图4可以看出随着浸提温度的升高,样品中丙烯酰胺的提取率呈现先增加后降低的趋势。浸提温度为50℃时提取率最大,随着温度继续升高,糊化程度严重,样品液流动性降低,从而使浸提效果降低。因此选择温度50℃作为馕制品中丙烯酰胺的浸提温度。
2.6精密度及检出限
精密度是指在相同条件下多次重复测定结果之间相符合的程度。试验分别对不同质量浓度(1,1.5,2和3μg/mL)的标准品进行6次平行测定,结果见表l。精密度试验RSD为3.211%,GC-μECD方法精密度较好。
方法的检出限( LOD)定义为产生3倍信噪比( S/N=3)的化合物的质量浓度,选取较低浓度的2,3-DBPA标准溶液,在最佳气相色谱条件下平行测定6次,信噪比S/N=3时2,3-DBPA的检出限为0.023μg/kg。
方法的定量限( LOQ)定义为产生10倍信噪比( S/N=10)的化合物的质量浓度,选取较低浓度的2. 3-DBPA标准溶液,在最佳气相色谱条件下平行测定6次,信噪比S/N=10时2,3-DBPA的检出限为0.077μg/kg。
2.7重复性试验
称取馕样品3份,每份5.00 g,精密吸取样品处理液1μL,在检测色谱条件下测定5次,计算含量平均值及RSD,结果见表2。重复性试验的RSD为2.337%;GC- μECD方法重复性良好。
2.8方法的回收率试验
称取馕样品5份,每份5.00 g,分别添加不同质量浓度(0.4,0.8,1.2,1.6和2.0 μg/mL)的标准品并以1.2.2的方法进行处理,每个水平重复3次,进行GC分析,计算分析各组分的加标回收率,结果见表3。结果显示平均回收率在75.81%±3.51%,RSD为2.506%,表明GC-μECD检测馕制品中的丙烯酰胺具有良好的回收率,方法可行。可用于馕制品中丙烯酰胺的检测。
3结论
丙烯酰胺化学性质不稳定,当温度达到其熔点时易聚合成聚丙烯酰胺,与溴加成反应生成的溴化产物2,3--溴丙酰胺热稳定性良好,且ECD对其具有较好的响应。试验建立的新疆馕制品中痕量丙烯酰胺的GC- μECD测定法,以蒸馏水做为提取剂,Carrez I和CarrezⅡ沉淀蛋白去除油脂,采用μECD测定丙烯酰胺的含量。结果表明,丙烯酰胺在0.2~1.0μg/mL质量浓度范围内,线性关系良好,相关系数R2=0.998 8.检出限0.023μg/kg,定量限0.077μg/kg,平均回收率为75.810/0±3.51%,精密度相对标准偏差(RSD)为2.987%,重复性相对标准偏差(RSD)为2.337%。可见,该方法检测灵敏度高,定量准确性高。试验利用已建立的方法对新疆其他民族特色烘烤油炸食品巴哈利,馓子等的丙烯酰胺进行了分析测定,检测效果良好。因此,该方法适用实验室常规食品中痕量丙烯酰胺含量的检测,具有一定实用性和推广价值。
4摘要
以新疆特色传统食品馕为研究对象,建立馕制品丙烯酰胺的GC-μECD检测方法。样品经提取、净化、溴化和浓缩后进行气相色谱分析。试验采用电子俘获检测器测定丙烯酰胺的含量。结果表明,在o.2~1.o μg/mL-量浓度范围内,方法的线性关系良好,相关系数R2=0.998 8,检出限0.023 μg/kg,平均回收率为75.81%±3.51%,精密度相对标准偏差(RSD)为2.987%,重复性相对标准偏差(RSD)为2.337%。该方法操作简便,灵敏度高,适用于馕制品中丙烯酰胺的测定。