氣相色譜法鑒別含脂輻照食品研究

宓捷波，何佳，趙良娟，常春艷，王云鳳，陳其勇，鄭文杰

（天津出入境檢驗檢疫局動植物與食品檢測中心，天津 300461）

食品輻照技術是一種食品保鮮加工的新技術，其利用輻照源照射食品以達到滅菌、殺蟲以及延長食品貨架期的目的，在國內外獲得廣泛的應用，目前40 多個國家允許生產240 多種輻照食物，大約每年生產50萬t輻照食品[1-2]。但作為核能的一種使用方式，許多國家對輻照食品的種類、輻照劑量和標示要求有著嚴格的規定，然而，事實上很多輻照食品并沒有在相應位置作出輻照標示，并且某些食品還存在非法輻照，過量輻照等現象，因此利用相關技術對食品是否經過輻照處理進行鑒別顯得十分重要。

在輻照過程中，某些化學鍵會在一級和二級反應中斷裂。甘油三酸酯的脂肪酸部分主要在羰基的α 位和β 位發生化學鍵斷裂，從而得到相應的Cn-1（比原脂肪酸少一個碳的烷烴）以及Cn-2∶1（比原脂肪酸少2 個碳的烯烴）的碳氫化合物（HC）[3]。本研究針對含脂食品（雞肉、豬肉等），通過熔出或者溶劑萃取等方法分離出樣品中的脂肪，經弗羅里硅土柱凈化，以氣相色譜分離后用火焰離子化檢測器（FID）鑒別含脂食品是否經過輻照處理。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

氣相色譜儀：Agilent 7890，美國，Agilent 公司，配有FID 檢測器；旋轉蒸發儀N-EVAP 112：Organomation Associates 公司；MilliQ 去離子水發生器：Millipore 公司；離心機（Avanti-J 26XPI）：美國Beckman Coulter；恒溫水浴（DKS22）：上海凱郎儀器公司。1-十四烯、正十五烷、1-十六烯、1，7-十六烷二烯、正十七烷、8-十七烯和正二十烷標準品，純度＞98%：Sigma-Aldrich；正己烷（色譜純）：Merck 公司；弗羅里硅土，150 μm～250 μm（農殘級）：Sigma-Aldrich 公司；無水硫酸鈉，分析純；玻璃層析柱，內徑2 cm，長30 cm：天津津心玻璃儀器公司；實驗用水為去離子水。

1.2 標準溶液的配制

1-十四烯、正十五烷、1-十六烯、1，7-十六烷二烯、正十七烷、8-十七烯和正二十烷均以正己烷配成1 mg/mL～5 mg/mL 的標準儲備液，取上述儲備液各1 mL 置于100 mL 容量瓶中，以正己烷稀釋定容，獲得10 μg/mL～50 μg/mL 的標準混合溶液，4 ℃避光保存。內標正二十烷工作溶液以正己烷稀釋成5 μg/mL，4 ℃避光保存。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品的提取

對于雞肉和豬肉樣品，一般取富含脂肪部位的樣品，用攪拌機均質。取20 g 均質后的樣品置于50 mL玻璃離心管內，50 ℃水浴溫育，用玻棒不時的攪拌至油相完全呈溶液狀態。然后，900 g 離心10 min，用吸管吸取上層油相，注意不要攪動下層水相（否則需重新離心）。如果提取得到的脂肪量過少，則用玻棒攪動固相（肉），重復上述溫育和離心過程。

對于木瓜樣品，一般將兩個木瓜切成兩半，取種子并盡量去除果肉。將所有種子與無水硫酸鈉按1∶1比例混合，均質。將此均質混合物放入燒杯中，加入100 mL 正己烷，攪拌2 min。轉移正己烷與樣品的混合物至離心管中。900 g 離心5 min，以傾析法將提取溶液小心轉移入圓底燒瓶中。對剩余物用50 mL 正己烷再次提取，提取液合并于上述圓底燒瓶中，用旋轉蒸發儀于45 ℃，將提取溶液濃縮至2 mL～3 mL，轉移濃縮后的提取液至已稱重的可封口試管內。氮氣流中干燥樣品至恒重。

1.3.2 凈化

將大約20 g 去活的弗羅里硅土裝入層析柱中，用正己烷溶液潤洗。然后稱取1 g 脂肪，用1 mL 內標正二十烷工作溶液溶解后上柱，用60 mL 正己烷將HC洗脫，控制流速不超過3 mL/min。雞心瓶接得的洗脫液用旋轉蒸發儀于40 ℃濃縮至小于1 mL，以正己烷定容至1 mL，待測。

1.3.3 氣相色譜測定

色譜條件：色譜柱為HP-5（30 m×0.25 mm×0.15 μm）；載氣流速1.0 mL/min；氫氣∶空氣為30∶400；進樣口溫度200 ℃；檢測器溫度280 ℃；進樣1 μL，不分流進樣，0.75 min 后打開分流閥。色譜柱的升溫程序：40 ℃保持1 min，以25 ℃/min 的速度升溫至80 ℃，再以2.5 ℃/min 的速度升溫至170 ℃，最后以10 ℃/min 的速度升溫至280 ℃，保持5 min。

氣相色譜檢測時，以內標法定量。如果不同樣品中可能存在的輻照衍生的HC（見表1 及表2）相對于空白樣品可明顯檢出（一般指信噪比大于3∶1），則該樣品即為輻照樣品。

表1 雞肉、豬肉和牛肉中主要脂肪酸種類及其輻照衍生的HCTable 1 Main fatty acids in chicken，pork and beef examined in interlaboratory studies and their radiation-induced Cn-1and Cn-2：1HC

表2 乳酪、鱷梨、木瓜、芒果中主要脂肪酸種類及其輻照衍生的HCTable 2 Main fatty acids in Camembert，avocado，papaya and mango examined in interlaboratory studies and their radiation induced Cn-1and Cn-2：1HC

用下述方程式（1）計算每種HC 的質量分數wHC，單位為微克每克脂肪（μg/g）：

式中：AHC為樣品中碳氫化合物的峰面積；A20∶0為樣品中內標物的峰面積；w20∶0為樣品中內標物的質量分數，單位為微克每克脂肪；Fi為各HC 相對于內標物的響應因子。

2 結果與分析

2.1 脂肪提取方法的比較

文獻中報道的脂肪提取方法很多，如索氏提取法、正己烷回流提取、熔出提取法等[4-7]，一般而言，索氏提取法是較為經典的方法，但由于索氏提取法和正己烷回流提取法都涉及蒸餾回流等操作，耗時較長，相對比較繁瑣，我們在實際的提取過程中通過比較發現熔出提取法不涉及復雜的儀器，操作比較簡單，且提取效果可以保證定量回收，所以在肉類的提取過程中，我們選用了熔出提取法。對于木瓜樣品，由于脂肪均包含在木瓜籽中，熔出法無法提取，我們采用了溶劑提取的方式進行，取得了較好的效果。

2.2 響應因子的計算

由于本方法采用了內標法，所以我們對一定濃度的混合標準溶液進行測定，計算8 種標準品相對于內標（正二十烷）的響應因子。表3 列出了各標準品相對于內標的響應因子及色譜結果。圖1 為混合標準品的色譜圖。

表3 各標準品相對于內標的響應因子及色譜結果Table 3 Result of hydrocarbons standards by gas chromatograms（n-Eicosane solution as the internal standard）

圖1 9 種標準品溶液的氣相色譜圖（正二十烷為內標）Fig.1 Typical gas chromatograms of 9 hydrocarbons（n-Eicosane solution as the internal standard）

從圖1 中可以看出8 種標準品在實驗條件下可以獲得很好的分離，且內標正二十烷在最后出峰，保證了所有目標物獲得準確的定位和檢出。

2.3 實際樣品的檢測結果

對于肉類樣品，實驗中采用經1 kGy 和5 kGy60Co輻照的雞肉（含雞皮）和豬肉樣品作為陽性樣品，未經輻照的空白雞肉和豬肉樣品作為陰性對照，采用上述氣相色譜條件，對提取后的脂肪部分進行檢測，雞肉結果如圖2～圖4。

從上述3 張譜圖的比較可知，經1 kGy 和5 kGy劑量處理的雞肉樣品中由輻照產生的Cn-1和Cn-2∶1明顯檢出。

按照方程式（1）計算雞肉和豬肉樣品中產生的輻照產物的含量見表4。

圖2 經1 kGy 劑量輻照處理的雞肉樣品的氣相色譜圖Fig.2 Gas chromatograms of hydrocarbons of chicken samples irradiated with a dose of approximately 1 kGy

圖3 經5 kGy 劑量輻照處理的雞肉樣品的氣相色譜圖Fig.3 Gas chromatograms of hydrocarbons of chicken samples irradiated with a dose of approximately 5 kGy

圖4 空白雞肉樣品的氣相色譜圖Fig.4 Gas chromatograms of hydrocarbons of blank chicken samples

表4 經0.5、1、5 kGy 劑量輻照處理的雞肉和豬肉樣品的檢測結果Table 4 Results of detection of hydrocarbons from chicken and pork samples irradiated with a dose of approximately 0.5，1，5 kGy

從1 kGy 和5 kGy 的輻照處理樣品的結果可以看出典型的輻照衍生物在兩種劑量處理過程中均有出現，且隨著劑量的增加其在脂肪中的含量也逐漸增加。而0.5 kGy 處理后的樣品中上述典型的輻照衍生物基本沒有明顯的色譜峰，所以本方法針對肉類樣品的適用范圍為平均吸收劑量≥1 kGy。

對于木瓜樣品，實驗中采用經0.5、2、5 kGy60Co輻照的木瓜樣品作為陽性樣品，未經輻照的空白木瓜樣品作為陰性對照，并同時扣除試劑空白，相應輻照衍生物的測定結果如表5。

表5 經0.5、2、5 kGy 劑量輻照處理的木瓜樣品色譜結果Table 5 Results of detection of hydrocarbons from papaya samples irradiated with a dose of approximately 0.5，2，5 kGy

從0.5、2、5 kGy 的輻照處理樣品的結果可以看出典型的輻照衍生物在不同劑量處理過程中均有出現，且隨著劑量的增加其在脂肪中的含量也逐漸增加，而且與肉類樣品相比，由于木瓜中油酸含量占脂肪的60%～80%，棕櫚酸為15%～20%，所以在輻照衍生產物中1，7-16∶2 的含量明顯大于1-14∶1 和15∶0。且經0.5 kGy 劑量處理的樣品中典型衍生物的色譜結果也可檢測，因此本方法對于木瓜樣品的適用范圍為平均輻照吸收劑量≥0.5 kGy。

3 結論

利用溶出脂肪提取/溶劑萃取，弗羅里硅土凈化處理和碳氫化合物的氣相色譜檢測，建立了含脂輻照食品的氣相色譜判別方法。通過對不同劑量處理的實際輻照樣品的檢測，表明該方法簡便可行，靈敏度高，可以滿足常規實驗室對雞肉、豬肉和木瓜樣品等含脂輻照食品的檢測需求。

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