氣質聯(lián)用測定醬油中氯丙二醇研究

車巨龍， 樊曉紅

（中國冶金地質總局三局中心實驗室，山西 太原 030002）

引 言

醬油是以大豆為原料經微生物發(fā)酵方法生產的，發(fā)酵過程中蛋白質水解成游離氨基酸而成鮮味調味品，整個過程需約3個月。而化學法可快速將蛋白質水解，動植物蛋白質在鹽酸催化及高溫條件下，約10h便可將蛋白質徹底水解成游離氨基酸，大大縮短了生產周期。受經濟利益的驅使，有些廠家用水解植物蛋白HVP或水解動物蛋白HAP調配醬油，此法生產的醬油稱化學醬油，或在發(fā)酵醬油中摻入水解蛋白，以降低成本。但是，在強酸及高溫苛刻條件下，產生一些副反應生成3-氯-1，2-丙二醇（以下簡3-MCPD）。此物質會致癌及引起不育癥，國外嚴格控制其含量。由于醬油化學組成復雜，分離不好而造成峰重疊，又由于太多雜質殘留在色譜柱上，使柱分離效能下降較快，靈敏度下降，影響測定的準確度［1-2］。為此，我們在測定方法上作了深入的研究，篩選出PR預處理柱。經過該柱可去除色素、糖、氨基酸等干擾分析的物質，再經衍生化處理，優(yōu)化反應條件，轉化為極性小、易揮發(fā)的物質。用毛細管柱分離，GC/MS法測定。本法能消除干擾，提高分離能力和靈敏度，延長毛細管柱壽命，檢測下限為0.01μg/mL，分析結果可靠。

1 3-MCPD理化性質

分子式：C3H7ClO2CH2OHCHOHCH2Cl；

相對分子質量：110.54；

性狀：無色液體，放置后逐漸變成微帶綠色的黃色液體，有愉快氣味，味甜；

熔點：-40℃；

沸點：沸點213 ℃（分解），139 ℃（2.4kPa），83℃（1.33Pa）；

閃點：135℃；

GAS號：96-24-2；

相對密度：1.320 4（20/4℃）；

折射率：1.480 9；

穩(wěn)定性：不穩(wěn)定；

溶解情況：水溶性，溶于水、乙醇、乙醚和丙酮，微溶于甲苯，不溶于苯、石油醚和四氯化碳；

其他：易吸潮。

2 實驗部分

2.1 實驗試劑

北康醬油，長春；無水乙醚、無水乙醇、丙酮、無水Na2SO4、正己烷，北京試劑廠，均為分析純；

標準品3-MCPD，純度為98%；硅烷化試劑雙（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺＋三甲基氯硅烷（BSTFA＋TMS），m（BSTFA）∶m（TMS）＝99∶1，三甲基氯硅烷BSTFA，美國Supelco Park公司。

2.2 樣品處理

將sampliQ固相萃取柱用3mL甲醇活化30min，利用無油空氣泵抽干小柱。加1cm高無水硫酸鈉于固相萃取小柱中，加入1mL醬油樣品，平衡5min后，以10滴/min～20滴/min的速度抽干。加5mL正己烷淋洗，去除醬油中的雜質，控制淋洗速度為1mL/min，抽干。再分別用乙醇、丙酮、乙醚、乙醚和正己烷的混合溶劑作淋洗液對3-MCPD進行洗脫。洗脫液分別移置于10mL錐形試管中，用氮氣在室溫下吹干［3-4］。

2.3 衍生化

在室溫下用氮氣吹干的洗脫液中加入100μL硅烷化試劑，于旋渦混合器上振蕩1min～2min，在60℃水浴中進行硅烷化衍生30min，然后定容于10mL容量瓶中，進行氣質分析［5］。其衍生化質譜圖見圖1。

圖1 3-MCPD衍生物質譜圖

3 結果與討論

3.1 凈化提取條件的選擇

3.1.1 洗脫液的選擇

由于3-MCPD極性較強，通常只溶于極性比較強的溶劑當中，所以，洗脫的時候選擇了乙醇、丙酮、無水乙醚和文獻中報導的無水乙醚和正己烷等作為洗脫液。其洗脫衍生化后測試結果見圖2所示。從圖2可以看出，乙醇和丙酮2種洗脫溶劑的洗脫結果沒有乙醚及乙醚和正己烷混合溶劑作為洗脫溶劑的洗脫結果好，而乙醚作為洗脫溶劑同混合溶劑的效果基本一致。同時，后2種溶劑作為洗脫溶劑也可以縮短氮吹時間。本實驗選擇乙醚作為洗脫溶劑，其氣質分析圖見圖2。3-MCPD衍生物SIM定量粒子流圖見圖3。

圖2 不同萃取液對衍生物回收率的影響

圖3 3-MCPD衍生物SIM定量離子流圖

3.1.2 乙醚用量的選擇

洗脫液的合理使用不但可以節(jié)省溶劑，而且可以提高方法的重現(xiàn)性［6］。圖4給出了洗脫液在不同用量下3-MCPD的回收結果。

圖4 乙醚用量對衍生物回收率的影響

3.2 衍生化條件的選擇

3-MCPD為多羥基極性化合物，直接分析靈敏度不高。由于硅烷化的衍生物在氣質分析中的靈敏度非常高，所以，本實驗分別選用硅烷化試劑BSTFA和BSTFA＋TMS，m（BSTFA）∶m（TMS）＝99∶1，對3-MCPD進行衍生化處理。在衍生過程中不需要任何催化劑。設定衍生溫度30℃～80℃，衍生時間10min～80min，第49頁圖5給出了在30min內2種衍生化試劑在不同溫度下的衍生效率，第49頁圖6給出了在50℃水浴中不同衍生時間下2種衍生化試劑的衍生化產率［7］。

3.3 線性實驗、線性范圍和檢出限

圖5 溫度對衍生產率的影響

圖6 時間對衍生產率的影響

取3-MCPD乙醚溶液100μL于錐形試管中，將其進行樣品前處理，以峰面積對濃度繪制標準曲線，并根據信噪比S/N＝3測得工作曲線為y＝1 772.8x-16 259，相關系數為0.998，檢出限為0.1μg/kg?？梢钥闯?，3-MCPD硅烷化衍生物在1.00μg/mL和0.01μg/mL范圍內有良好的線性范圍［8］。

3.4 方法的回收率

在未檢出3-MCPD的醬油中添加系列濃度的3-MCPD進行回收率分析，結果見表1。

表1 回收率測試結果

3.5 精密度實驗

取同一醬油樣品，按所選擇的測定條件重復進樣7次，測定每次峰面積值，計算出相對標準偏差RSD為1.4%，結果見表2。

表2 樣品分析精密度（n＝7）

4 結論

采用GC-MS聯(lián)用技術鑒定醬油中有效化學成分的結構并測定其相對含量，由聯(lián)用儀打出質譜圖，直接由該機數據庫系統(tǒng)進行檢索并與標準圖譜比較，確定其結構。這種方法穩(wěn)定可靠、重現(xiàn)性好，可用來鑒定醬油、肉制品、啤酒等的化學成分及各有效成分的相對含量。

通過實驗結果對比得出，該法乙醚為最佳洗脫劑，最佳衍生化時間為30min～40min，最佳溫度為50℃。

［1］ 王志元，李國強，張思群，等.氣相色譜法測定醬油中氯丙醇［J］.中國調味品，1999（5）：26-27，25.

［2］ 傅大放，曾國華.環(huán)氧丙烷生產工藝中次氯化反應產物的氣相色譜分析［J］.江蘇環(huán)境科技，1995（3）：25-27.

［3］ Wai-cheung Chung，Kwan-ying Hui，Sze-chung Cheng.Sensitive method for the determination of 1，3-dichloropropan-2-ol and 3-chloropropane-1，2-diol in soy sauce by capillary gas chromatography with mass spectrometric detection［J］.Journal of Chromatography A，2002，952：185-192.

［4］ 回瑞華，侯冬巖，李鐵純.微波萃取木香揮發(fā)性化學成分的氣相色譜-質譜分析［J］.質譜學報，2003，24（4）：471-476.

［5］ 陳麟珠，魏哲.氣相色譜-質譜-計算機聯(lián)用技術［J］.油氣田地面工程，2004，23（3）：51.

［6］ 何靜，黃蘭.環(huán)氧氯丙烷醚化淀粉中殘留氯丙醇含量測定［J］.林產化工通訊，1994（4）：34-37.

［7］ 張遠標，吳宏中，鮑倫軍，等.出口醬油中氯丙醇系列物的監(jiān)控研究及機理研究［J］.檢驗檢疫科學，2001，11（3）：5-7.

［8］ 叢浦珠，蘇克曼.分析化學手冊：第九分冊：質譜分析［M］.第2版.北京：化學工業(yè)出版社，2000：101.