氣相色譜-串聯質譜聯用儀測定大豆及大豆制品中甲醛含量

張莉，江豐，范志勇，李玲，宋哲，黃宗騫，王曉權（湖北省食品質量安全監督檢驗研究院，湖北武漢430070）

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氣相色譜-串聯質譜聯用儀測定大豆及大豆制品中甲醛含量

張莉，江豐，范志勇，李玲，宋哲，黃宗騫，王曉權
（湖北省食品質量安全監督檢驗研究院，湖北武漢430070）

摘要：研究大豆及大豆制品中甲醛含量的氣相色譜-串聯質譜聯用儀檢測方法；對市售大豆中甲醛本底含量進行檢測。以衍生溶液提取樣品中甲醛，鹽析后取乙腈層采用氣相色譜-串聯質譜聯用儀檢測。甲醛的回收率為83.9%～95.6%；相對標準偏差為2.50%。該方法用于大豆及大豆制品中甲醛含量檢測結果滿意。

關鍵詞：甲醛；大豆及大豆制品；氣相色譜-串聯質譜聯用儀

甲醛是一種無色、有強烈刺激性氣味的氣體，在常溫下為氣態，其35%～40%的水溶液稱為福爾馬林，作為防腐劑使用。甲醛為細胞原漿毒，毒性很高，已經被世界衛生組織確定為致癌和致畸形物質［1］，是公認的變態反應源，也是潛在的強致突變物之一。

近年來，一些不法食品生產經營者將甲醛違禁添加到劣質食品中改變食品的色澤和口感，從而導致食品中甲醛污染日趨嚴重，食品中是否含有甲醛以及甲醛含量的高低越來越受到人們廣泛關注。

食品中甲醛的檢測方法很多，常用的有分光光度法、色譜法和電化學法等［2］。目前使用液相色譜法檢測食品中甲醛含量運用最為廣泛，該方法利用醛酮類物質可與2，4-二硝基苯肼反應生成相應的2，4-二硝基苯腙原理對甲醛進行衍生，甲醛衍生物在365 nm處有紫外吸收，可使用液相色譜紫外檢測器加以定性定量檢測。該方法與現有其它甲醛含量檢測方法相比具備較好的選擇性和準確性，但由于其采用的衍生反應并非唯一針對甲醛，從原理上講，食品中所含有的各類醛酮類物質均可以發生該衍生反應，同時液相色譜依靠保留時間定性，定性能力上存在一定欠缺，因此，運用液相色譜方法檢測食品中甲醛可能存在假陽性結果的風險［3］。甲醛對人體危害較大，社會關注度高，若由于檢測方法問題產生誤判，將會造成社會輿論，給檢測機構和生產企業帶來負面影響。因此，有必要開發一種選擇性更好的方法用于食品中甲醛檢測，避免出現假陽性的錯誤結果。

本文選擇實際工作中容易出現甲醛非法添加的豆制品作為研究對象，探索采用定性能力更強大的氣相色譜-串聯質譜聯用儀測定甲醛含量的檢測方法，并利用該方法檢測大豆原料中甲醛本底含量。結果表明，該方法選擇性好，回收率高，線性范圍寬，檢出靈敏度高。

1　材料與方法

1．1儀器

TSQ quantum XLS氣相色譜-串聯質譜聯用儀：美國ThermoFisher公司；食品粉碎機：浙江省瑞安市春海藥材器材廠；恒溫水浴振蕩器：常州國華電器有限公司；渦旋儀：美國YALBOYS公司；Allegra 64R高速冷凍離心機：美國貝克曼公司。

1．2試劑

乙腈：色譜純；甲醛、乙酸鈉、冰乙酸、2，4-二硝基苯肼、2，4-二硝基苯腙（C7H6N4O4≥98.0%）：東京化成工業株式會社；硫酸銨，以上均為分析純；超純水煮沸10 min后冷卻。衍生試劑配制：稱取1.32 g乙酸鈉，150 mg 2，4-二硝基苯肼，以適量水溶解，加入0.5 mL冰乙酸，用50%乙腈-水溶液定容至500 mL。

1．3色譜質譜條件

1.3.1色譜條件

進樣口250℃；程序升溫過程：柱初溫100℃保持2 min，以10℃/min升至200℃保持1 min，再以20℃/min升至240℃保持4min；載氣為高純氦氣，流速1.2mL/min；不分流進樣，不分流時間1min；進樣量1 μL。

1.3.2質譜條件

EI離子源，離子源溫度280℃，碰撞氣1.5 mTorr，GC-MS接口溫度280℃，采用選擇性離子對掃描（SRM），檢測離子對及碰撞能量見表1。

表1　 檢測離子對及碰撞能量Table 1　Ion pair and collision energy

1．4方法

1．4．1標準溶液的配制和標定

稱取4.5 g甲醛，用水稀釋定容至1 L，采用GB/T 2912.1-2009《附錄B甲醛原液的標定-碘量法》進行標定。

1.4.2樣品處理及被測成分提取

將大豆、腐竹等大豆制品用粉碎機粉碎，稱取樣品約2 g，精確到0.1 mg，置于具塞塑料離心管中，準確加入20.0 mL衍生試劑，旋緊蓋子，渦旋混勻后置于60℃恒溫水浴振蕩器中衍生60 min后取出迅速冷卻至室溫，加入8g硫酸銨，混勻后4000r/min離心5min，取上層清液置于刻度試管中，下層溶液用10 mL乙腈重復提取1次，合并上清液，用乙腈定容至20 mL，搖勻后待測［4］。

1.4.3標準溶液衍生

取稀釋后的系列標準溶液，加入20.0 mL衍生試劑與樣品同樣處理。

1．4．4測定

在上述色譜質譜條件下，待儀器基線穩定后，分別注入1 μL衍生后的標準溶液系列及樣品溶液于氣相色譜-串聯質譜聯用儀中，根據標準溶液系列濃度和峰面積繪制標準曲線。標準樣品衍生后總離子流圖見圖1，衍生物2，4-二硝基苯腙的質譜圖見圖2，SRM質譜圖見圖3。

圖1　 標準樣品衍生后總離子流圖Fig.1　TIC of GC-MS/MS-SRM for standard sample

圖2　衍生產物2，4-二硝基苯腙的質譜圖Fig.2　Mass spectrogram of derivatives 2，4-two nitro phenylhydrazone

圖3　SRM質譜圖Fig.3　SRM Mass spectrogram

2　結果與討論

2．1衍生產物溶解性試驗

相關研究資料對衍生反應產物2，4-二硝基苯腙理化性質描述較少，本試驗購買了2，4-二硝基苯腙純品，對其溶解性進行試驗，結果顯示其不溶于純水、難溶于石油醚、微溶于酸性水溶液和正己烷、易溶于乙腈和乙酸乙酯。

2.2提取溶劑和蛋白沉淀劑的選擇

甲醛水溶性好，本試驗優先采用超純水提取，發現大豆樣品及大豆制品中含有較多蛋白質和脂肪成分，采用水為溶劑提取后提取液呈乳化狀態，離心亦無法使之有效分層。試驗中先采用食品檢測常用的蛋白沉淀劑亞鐵氰化鉀和乙酸鋅用于沉淀蛋白，經測試蛋白沉淀效率顯著，但由于其沉淀蛋白主要機理為吸附作用，因此導致檢測回收率較低，加標回收率僅為50%左右；后改用硫酸銨鹽析，沉淀效果不滿意。經反復試驗發現在超純水中加入一定比例的乙腈可明顯減少樣品中雜質溶出。試驗選用50%乙腈-水溶液作為提取溶液，既能夠利用水對甲醛的溶解性進行有效提取，又能夠發揮乙腈的蛋白沉淀效果。為減少操作步驟，試驗中采用50%乙腈-水溶液配制衍生試劑，將目標物提取、沉淀蛋白和衍生反應同時進行。另外，試驗發現加入乙腈也有助于提高衍生產物溶解性，避免在水相析出。

2.3進樣溶劑的選擇

采用含水量較高的提取溶劑，不適宜直接進入質譜，需要選擇合適的有機溶劑進行萃取后進樣，該溶劑的萃取效率直接影響方法的檢測靈敏度。由于2，4-二硝基苯腙難溶于石油醚，微溶于正己烷，采用環己烷［5］、三氯甲烷、乙酸乙酯等溶劑對衍生產物2，4-二硝基苯腙進行萃取，結果表明，乙酸乙酯萃取效率相對較好，但回收率仍不太滿意。乙腈與水可以任何比例混溶，但當加入水溶性好的鹽后能使乙腈和水完全分離。經試驗，向樣品提取管中加入8 g硫酸銨后以4 000 r/min冷凍離心［1］，樣品可以分為3層，上層為乙腈層、中層為樣品殘渣、下層為飽和的硫酸銨水溶液，吸取乙腈層可以直接進樣。

2．4方法的準確度測定

稱取3份樣品，分別加入一定量的甲醛標準樣品溶液，在前述條件下進行回收率的測定。結果經統計，甲醛含量測定的回收率范圍為83.9%～95.6%，甲醛含量測定的加標回收試驗結果見表2。

2．5方法的精密度測定

稱取一份樣品，按上述方法處理，平行測定6次，計算相對標準偏差。結果經統計，甲醛含量測定的相對標準偏差為2.50%（表3），表明該分析方法精密度良好，甲醛含量測定的精密度試驗結果見表3。

表2　甲醛含量測定的加標回收試驗結果Table 2　Recovery test of formaldehyde

表3　甲醛含量測定的精密度試驗結果Table 3　Precision test of formaldehyde

2.6方法的線性范圍和檢出限

將標準溶液配制成0、0.2、0.4、1、2、3、12 μg/L系列標準溶液，按照上述過程處理及測試，標準溶液標準曲線見圖4，相關系數為R2=0.999 8，結果表明線性關系良好。經試驗，該方法檢出限為0.5 mg/kg。

圖4　 甲醛標準溶液標準曲線Fig.4　The standard curve of formaldehyde standard solution

2．7大豆樣品中甲醛本底含量分析

收集非轉基因大豆、市售各產地轉基因大豆進行分析表明，大豆中甲醛本底含量在3.0 mg/kg～5.0 mg/kg之間。

3　小結

通過將樣品粉碎、渦旋混合提取及衍生、離心分離等一系列提取凈化步驟并采用優化的色譜質譜條件，成功地進行了大豆及大豆制品中甲醛含量的檢測。試驗結果表明：該檢測方法選擇性好，回收率高，線性范圍寬，檢出靈敏度高，是大豆及大豆制品中甲醛含量檢測快速而準確的檢測方法，可很好的應用于全面調查和日常檢測相關產品中甲醛本底和非法添加情況。

參考文獻：

［1］劉細祥，彭蘭惠，何柳媚，等.催化光度法測定食品中痕量甲醛［J］.湖北農業科學，2013，52（22）：5572-5574

［2］靳紅果，劉華琳，張瑞，等.食品中甲醛及其檢測方法［J］.食品工業科技，2013，34（19）：373-377

［3］黃曉蘭，黃芳，林曉珊，等.氣相色譜-質譜法測定食品中的甲醛［J］.分析化學，2004，32（12）：1617-1620

［4］中華人民共和國浙江出入境檢驗檢疫局.SN/T 1547-2011進出口食品中甲醛含量測定液相色譜法［S］.北京：中國標準出版社，2011

［5］李紅權，孫良娟，歐安，等.氣相色譜法測定木質食品接觸材料中游離甲醛［J］.理化檢驗，2012，48（8）：962-967

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.11.036

作者簡介：張莉（1978—），女（漢），高級工程師，碩士研究生，研究方向：食品安全檢驗與管理。

收稿日期：2014-12-08

Determination of Formaldehyde in Soybean and Soybean Products Using Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

ZHANG Li，JIANG Feng，FAN Zhi-yong，LI Ling，SONG Zhe，HUANG Zong-qian，WANG Xiao-quan
（Hubei Provincial Institute for Food Supervision and Test，Wuhan 430070，Hubei，China）

Abstract：This paper introduced the determination method of formaldehyde in soybean and soybean products by GC-MS/MS；To detect the background concentration of formaldehyde in the commercial soybean.The sample was extracted with derivatization solution，took acetonitrile layer after salting out，detected by GC-MS/MS．The recovery was found for formaldehyde to be 83.9%-95.6%，and the relative standard deviation was 2.50%．The method used for the detection of formaldehyde in soybean and soybean products with satisfactory results．

Key words：formaldehyde；soybean and soybean products；GC-MS/MS