GC-QQQ頂空進樣法測定牛乳中香蘭素

高海燕

（內蒙古產品質量檢驗研究院，內蒙古呼和浩特 010070）

GC-QQQ頂空進樣法測定牛乳中香蘭素

高海燕

（內蒙古產品質量檢驗研究院，內蒙古呼和浩特 010070）

應用三重四級桿氣質聯用儀（GC-QQQ）技術建立了牛乳中香蘭素定量分析方法，以乙醚為萃取劑直接提取樣品中的香蘭素，濃縮乙醇定容后頂空進樣法排除牛奶中乳脂等成分的干擾，通過多反應監測模式對樣品中香蘭素進行測定，效果良好。方法定量限0.02 mg/kg（S/N=3），加標濃度為0.2 mg/kg時，回收率79.1%～86.2%，RSD值3.3%，線性范圍0.1～4.0 mg/L（R2=0.999 8）。該法具有樣品預處理簡單、靈敏度高、分析時間短等優點，適用于牛乳中香蘭素的測定及其他樣品中香蘭素的快速定性。

GC-QQQ；頂空；牛乳；香蘭素

香蘭素（Vanillin）即4-羥基-3-甲氧基苯甲醛（4-hydroxy-3-methoxybenzal-dehyde），又稱香草醛（Vanillic aldehyde），白色針狀結晶，有芳香氣味。香蘭素是從大型蘭科植物香莢蘭的種子中提取出來的物質［1］，是第1種人工合成香精，且合成工藝簡單、原料成本較低［2］，目前的主要合成方法有酶合成法、微生物發酵法和植物細胞培養法［3］。因乙基香蘭素的香味比等量的香蘭素強且能持久留香，香蘭素往往搭配乙基香蘭素使用，搭配比例約為3∶1［4］。根據GB 2760—2011食品安全國家標準食品添加劑使用標準的要求，凡使用范圍涵蓋0～6個月嬰幼兒配方食品，禁止添加任何食用香料。目前，尚缺乏嬰幼兒配方食品中香蘭素的官方檢測方法，因此建立一種香蘭素的快速定性檢測方法對食品品質的控制十分重要。目前，文獻報道的測定方法有高效液相色譜法、氣相色譜［5-6］、液相色譜-質譜聯用法［7-8］、紫外分光光度法［9］、氣相色譜-質譜聯用法。本文通過優化樣品的測試條件，簡化前處理過程，建立了頂空進樣結合GC-QQQ/MRM測定牛乳中香蘭素的方法，以期為嬰幼兒食品安全質量監控、保證牛乳品質和人體健康提供技術支持。

1 試驗方法

Agilent 7000-7890A型三重四極桿氣質聯用儀；Agilent 7697型頂空自動進樣器；恒溫水浴鍋；電子分析天平；香蘭素標準品（純度≥99.0%，CAS No. 121-33-5），環境保護部環境標準研究所提供；無水乙醇、乙醚（色譜純）；無水硫酸鈉（分析純）。

稱取10 g乳樣于帶蓋離心管中，用60 mL乙醚分3次萃?。?0，20，10 mL），合并乙醚層，經高溫活化后的無水硫酸鈉過濾，濃縮（控制速度以防香蘭素損失），乙醇定容至2 mL，于10 mL頂空進樣品瓶中供GC-QQQ分析測定。

（1）標準儲備溶液配制。準確稱取香蘭素標準品，用無水乙醇配制成質量濃度1 000 mg/L的香蘭素標準儲備液。

（2）標準中間溶液配制。吸取0.1 mL香蘭素標準儲備液，用無水乙醇定容至10 mL，得到10 mg/L的標準中間液。

分別吸取0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 mL標準中間液并以無水乙醇定容至10 mL，得到香蘭素系列標準溶液質量濃度分別為0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 mg/L。

（1）頂空條件。平衡時間30 min，加熱箱溫度60℃，定量環溫度70℃，傳輸線溫度90℃。

（2）氣相色譜條件。色譜柱0.25 mm×30 m× 0.25 μm，HP-5ms型；載氣：氦氣（純度不低于99.999%）；恒流流速1.0 mL/min，分流比2∶1；進樣口溫度250℃；升溫程序：70℃保持4.5 min，以5℃/min升到160℃，再以30℃/min升到250℃，保持5 min。

（3）質譜條件。電子轟擊EI離子源，離子源溫度250℃；四級桿1溫度150℃；四級桿2溫度150℃；電離電壓70 eV；電子倍增器電壓1 200 V；接口溫度280℃；自動調諧；溶劑延遲10 min。

通過MS1 Scan全掃描模式獲得總離子流圖，根據Scan條件下香草醛的保留時間及相應的質譜圖，確定子離子并進行子離子掃描，優化碰撞能，最后確定MRM多反應監測參數。

2 結果與討論

2.1.1 母離子的確定

采用GC-QQQ對香蘭素標準溶液進行MS1 Scan模式全掃描，掃描范圍35～200 u，對標準溶液進行定性確定分析。

香蘭素標準品全掃描色譜見圖1，香蘭素全掃描質譜見圖2。

圖1 香蘭素標準品全掃描色譜

由圖1可知，采用GC-QQQ對香蘭素進行測定，香蘭素保留時間為18.747 min，色譜圖中無其他雜峰。由圖2可知，通過MS1 Scan全掃描香蘭素豐度最大的離子峰質荷比為151（152）m/z。

質譜圖匹配結果見表1。

圖2 香蘭素全掃描質譜

表1 質譜圖匹配結果

由表1可知，最佳匹配化合物為香蘭素，匹配度為96.71%。

NIST譜庫中香蘭素全掃描質譜見圖3。

圖3 NIST譜庫中香蘭素全掃描質譜

由圖3可知，與試驗中香蘭素全掃描質譜圖一致。綜合MS1 Scan全掃試驗及譜庫檢索結果確定，產物離子掃描母離子質荷比為152 m/z。

2.1.2 產物離子的確定

設定母離子質荷比為152 m/z，設置不同的碰撞能，對其產物離子進行掃描。

產物離子掃描色譜見圖4，產物離子掃描質譜見圖5。

經過對所有產物離子質譜圖的分析，選擇豐度高的特征子離子作為MRM方法的子離子，確定產物離子質荷比為81，108 m/z。

2.1.3 MRM多反應監測條件的確定

確定特征離子對（母離子→子離子）后分別設定不同碰撞能運行序列，優化每個離子對的最優碰撞能量，最后使用優化的碰撞能量，離子源參數保持不變，建立MRM方法。

圖4 產物離子掃描色譜

圖5 產物離子掃描質譜

香蘭素MRM掃描參數見表2，香蘭素多反應監測掃描色譜見圖6，香蘭素多反應監測掃描定量及定性離子對見圖7。

表2 香蘭素MRM掃描參數

圖6 香蘭素多反應監測掃描色譜

圖7 香蘭素多反應監測掃描定量及定性離子對

取0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 mg/L香蘭素系列標準工作液，自動進樣體積1 μL，每次進樣前用溶劑清洗進樣針6次，按照上述分析條件通過GC-QQQ/MRM進行定量測定，以質量濃度為橫坐標、計數為縱坐標繪制標準曲線。

香蘭素標準曲線見圖8。

圖8 香蘭素標準曲線

標準曲線回歸方程Y=387.684 843X+16.257 187，相關系數為0.999 8。以S/N=3確定本方法的檢出限，得到香蘭素的檢出限為0.02 mg/kg。

稱取空白樣品6份，每份10.0 g，對樣品進行加標回收測定。

加標回收試驗（n=6）見表3。

表3 加標回收試驗（n=6）

由表3可知，添加水平為0.2 mg/kg時香蘭素的加標回收率在79.1%～86.2%，平均相對標準偏差為3.3%（n=6），滿足試驗要求。

利用有機溶劑直接提取牛乳中香蘭素會將乳脂等其他復雜成分同時提取出來，乳脂成分的沸點極高，提取液不能直接進氣相及相關儀器進行分析。若同時去除乳脂等復雜成分的方法操作較為繁瑣，處理時間較長，容易造成樣品損失。本研究中利用乙醚對樣品進行3次提取，直接利用頂空進樣器進樣，不但操作步驟簡單、處理時間短，且能高效去除其他復雜成分的干擾，減少對儀器的污染，不但能夠提高檢測效率，同時減少操作人員接觸有機試劑的時間，從而降低風險。試驗證明，該法操作簡單，適用于香蘭素的日常檢測及風險監測等大批量快速檢測及定性判斷。

3 結論

本文建立了牛乳基質中香蘭素的GC-QQQ多反應監測測定方法，可大大簡化樣品前處理操作過程，二級篩查及頂空進樣方式有效消除復雜基質的干擾，具有定性準確、簡便快速、分離度高等特點，是牛乳中香蘭素含量快速測定及大批量樣品中香蘭素定性的較好方法。同時，由于香蘭素具有一定的揮發性，利用頂空進樣的優勢及GC-QQQ定性的準確性可實現其他樣品直接上樣的香蘭素快速定性分析方法。

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［4］ 陶保華，儲小軍，賴世云，等.嬰幼兒配方粉中香蘭素和乙基香蘭素的檢測方法比較 ［J］.食品安全質量檢測學報，2013，4（2）：421-426.

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A method for the determination of vanillin in milk powder by triple quad gas chromatography is developed.The sample is extracted with diethyl ether，concentrated，dissolved in ethyl alcohol，headspace sampled for eliminating consideration of butterfat，determined by MRM.The detection limit is 0.02 mg/kg（S/N=3） .The average recoveries range from 79.1%～86.2%with the relative standard deviations 3.3%.It shows good linearity over the range assayed 0.1～4.0 mg/L（R2=0.999 8）.The method is suitable for determination of vanillin in milk and quick qualitative analysis.

GC-QQQ；headspace sampling；milk；vanillin

1671-9646（2016）09a-0043-03

O657

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.015

2016-06-09

高海燕（1987— ），女，碩士，工程師，研究方向為產品質量檢測與研究。