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固相萃取-气相色谱质谱法检测潲水油中的辣椒素类物质

2021-09-24 287 上传者：管理员

摘要：：目的建立离子交换固相萃取-气相色谱/质谱检测油脂中辣椒素类物质的新方法。方法油脂类样品通过正已烷稀释、分散后,乙腈提取其中待测物,并经固相萃取浓缩、净化,氨化甲醇洗脱,衍生后气相色谱-质谱(gaschromatography-masssepetrometry,GC-MS)测定。结果新方法对辣椒素类物质的检出限可达0.001mg/kg,在浓度0.003～0.50mg/kg范围内线性关系良好,样品加标回收率为84.0%～116%,相对标准偏差≤5.1%(n=5)。结论新方法灵敏、准确,检测辣椒素类由烹饪过程带入而非油脂固有的成分,作为鉴别潲水油的手段,具有良好的操作性。

关键词：
固相萃取
气相色谱-质谱法
潲水油
辣椒素
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潲水油是餐饮行业的剩饭、剩菜(俗称泔水)收集后，经渣水分离、碱炼、加热脱水、脱色和脱臭等处理后精炼而成的油。潲水油在极其恶劣的卫生条件下流转、加工，极易滋生细菌、真菌，产生如黄曲霉毒素等强致癌物质，也易存在重金属、反式脂肪酸超标等严重的问题，食用后对健康危害巨大。然而，受利益驱使，潲水油又极易流回餐桌。因此，研究鉴定潲水油的标志性成分及其检测方法对于潲水油的监管和执法，意义重大。

目前，国内外研究潲水油检测的指标有电导率[1]、高光谱透射率[2]、黄曲霉毒素和苯并芘[3]、长链脂肪醛[4]、钠离子[5]等。辣椒是被广泛食用的蔬菜和调味品，其标志性成分辣椒素类物质是一类化学性质稳定、脂溶性强的有机化合物。在油脂地再提炼加工过程中，辣椒素类物质难以被破坏和清除。烹饪使用辣椒后，辣椒素溶入油脂中，从而作为油脂已被使用的标记物，进入各个环节的流转和处理。因此，以辣椒素作为鉴别潲水油的标志物质，有其合理性和可行性。

本文以辣椒素等外源性成分为鉴别潲水油的指标，通过研究其理化性质，确立待测物在油脂中的提取、净化和浓缩方法，建立气相色谱-质谱法准确鉴别食用油脂是否为潲水油和掺兑潲水油的方法。研究过程中，应用新方法在动植物油等样品间进行加标回收实验，回收率和稳定性均取得了满意的效果。

1、材料与方法

1.1主要仪器和试剂

主要仪器：7890BGCsystem/5977AMSD气相色谱质谱联用仪(美国Agilent公司);BT125D型万分之一电子天平(德国Sartorius公司);英泰TGL16高速离心机；Milli-QAdvantageA10超纯水仪(美国Millipore公司);Vortex-Genie2旋涡振荡器(美国ScientificIndustries公司);DEX-9073B-1烤箱(上海福码实验设备);TTL-DCII型氮吹仪(北京同泰有限公司)。

主要试剂：OasisMCX6cc150mg固相萃取小柱(美国Waters公司);正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇均为色谱纯(天津市化学试剂研究所);乙腈为色谱纯(国药集团化学试剂有限公司);氨水为色谱纯(天津光复精细化工研究所)。

标准品：辣椒素(capsaicin,纯度>60%)、二氢辣椒素(dihydrocapsaicin,纯度97%)、壬酸香草酰胺(nonylicacidvanillylamide,纯度90%)均购自阿拉丁试剂公司。

衍生剂：N,O-双(三甲基硅)三氟乙酰胺[Bis(trimethylsilyl)-trifluoroacetamide,BSTFA](美国SIGMA-ALDRICH公司),含三甲基氯硅烷。

1.2仪器条件

1.2.1色谱条件

色谱柱：DB-1701P,30m×250μm×0.25μm;载气：He;恒流，柱流量：1ml/min;不分流进样；进样量：1μl;进样口温度：250℃;柱温，程序升温：始温100℃,保持0.5min;30℃/min升温至190℃;然后20℃/min升温至280℃,保持10min。

1.2.2质谱条件

离子源：EI源；离子源温度：230℃;四级杆温度：150℃;色谱-质谱连接口温度：280℃;EM电压：1359V;扫描方式：选择离子模式(selectedionmonitor,SIM);溶剂延迟：8min。三种辣椒素类物质的保留时间、监测离子，见表1。

1.3样品处理

称取2.00g食用油于50ml具塞塑料离心管中，先后加入5ml乙腈饱和的正已烷和5ml正已烷饱和的乙腈，充分涡旋5min,6000r/min离心5min,小心移出管中下层乙腈相于10ml试管中；再加入5ml正已烷饱和的乙腈，充分涡旋提取，并离心、移出乙腈相，合并于10ml试管中；将乙腈提取液以1.0ml/min流速通过用5ml二氯甲烷、5ml乙腈活化的MCX小柱；上样后，用5ml二氯甲烷、5ml乙腈淋洗小柱；再用5ml1%氨化甲醇洗脱小柱上的待测物，收集洗脱液，待衍生。

移取标准溶液或洗脱液到5ml具塞试管中，40℃下用氮气小心吹干；残渣中加入100μl衍生剂，充分混匀，70℃衍生2h;衍生完后，取出放冷，将衍生剂氮吹至干；加入1.0ml正已烷充分溶解残渣，进样GC-MS分析。

2、结果与讨论

2.1GC-MS检测潲水油指标的选择

辣椒素和二氢辣椒素是辣椒中天然存在的能够引起辛辣感的物质；壬酸香草酰胺(即脱甲基辣椒素)是不使用辣椒的情况下，人工合成的常用辣味食品添加剂，它们统称为辣椒素类物质，分子结构如图1所示。由其结构可知，该类物质都拥有长碳链结构和苯环结构。因此，它们都有非常理想的脂溶性。

辣椒素类物质是特殊的有辛辣感的物质，食用油脂在企业生产和加工过程中，均不会引入。因此，正常食用油脂中该类物质不得检出。烹饪过程中由于辣椒的使用，该类物质极易进入到油脂中，作为油脂已被使用的标记。而辣椒素类物质由于其良好的稳定性和脂溶性，在泔水各个流转、处理环节，均不能完全被清除；加上辣椒作为一种食物，既可作主材，也可作配料，有着广泛使用性。因此，以辣椒素作为鉴定潲水油的标志物，有非常理想的指示价值。

2.2样品的提取

辣椒素类物质结构式表明，该类物质除长碳链以及苯环等脂溶性基团外，还有酰胺基、羟基、甲氧基等强极性基团，因此，分子呈中等极性。相比之下，油脂分子碳链更长，强极性基团少，分子极性更弱。因此，本文采用乙腈来提取弱极性油脂中的中等极性待测物。由于油脂粘稠度高，用乙腈直接提取其中的辣椒素类物质时，乙腈难以完全分散油脂而影响其提取效率。因此，本文在乙腈提取前，采用正己烷对油脂进行分散降低粘稠度后，再用乙腈进行提取。实验过程中，使用正已烷和乙腈时，先分别用乙腈饱和正已烷，用正已烷饱和乙腈。

2.3样品净化

从图1辣椒素类物质的分子结构可知，该类物质中均含有一个酰胺基，该基团可与酸性阴离子基团形成离子键。因此，可采用键合有磺酸基填料的固相萃取小柱将样品中待测物进行保留，实现与乙腈提取液中非碱性杂质的分离。本文选用OasisMCX柱为载体，进行固相萃取。

OasisMCX柱使用前，先后用5ml二氯甲烷和5ml乙腈活化；手动上样时，样液在固相小柱中自然流出即可，自动固相萃取仪，上样速度从0.5～5ml/min,回收率无变化；上样完全后，再用5ml二氯甲烷、5ml乙腈淋洗小柱中残存的杂质；最后用5ml1%氨化甲醇洗脱小柱中待测物。洗脱液40℃下氮气吹干，加入100μl亲核衍生剂BSTFA,70℃衍生2h,消除待测物分子中羟基在气相色谱分析中的干扰；衍生后，将衍生剂吹干，加入1.0ml正已烷充分溶解残渣，进样GC-MS分析。

2.4线性范围及检出限

用乙腈将浓度均为10μg/ml的辣椒素类物质混合标准溶液稀释配制成浓度为0.012、0.025、0.050、0.10以及0.20μg/ml的混合标准系列，各系列点均取1.0ml氮吹至干，衍生后进样测定，以辣椒素类物质浓度对衍生后辣椒素类物质色谱峰面积做线性回归，三种辣椒素均呈良好的线性关系。以3倍信噪比溶液浓度确定仪器检出限，10倍信噪比溶液浓度确定仪器定量限，方法检出限和定量限见表2。三种辣椒素衍生物的选择离子色谱图见图2。

2.5方法精密度与回收率

对空白油样进行加标回收实验，分别取浓度为0.50、10μg/ml辣椒素混合标准溶液100μl加入到2.0g空白油样中，每组平行做5份，同时做空白，按1.3处理后测定，并计算回收率，见表3。

3、结论

本文选择检测辣椒素类物质作为鉴定潲水油的外源性指标，以气相色谱-质谱仪为检测手段，综合考虑潲水油中各种复杂成分的理化性质，通过液液萃取、离子交换固相萃取等样品前处理技术，在保证待测物回收率的同时，充分净化了样品基质；通过羟基衍生化技术减少色谱柱对待测物造成拖尾作用的影响，有效保证了方法的灵敏度。新方法的检出限为0.001mg/kg,样品加标回收率为84.0%～116%,相对标准偏差值≤5.1%。应用新方法可准确、快速地完成潲水油中辣椒素类物质的检测工作，能够有效鉴别流入市场的潲水油和掺兑潲水油的问题，可为有关部门对食用油监督管理提供技术支持，保障广大消费者的身心健康。

参考文献：

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文章来源：范翔,冯家力,李谭瑶,陈东洋,丁力.固相萃取-气相色谱/质谱法检测潲水油中的辣椒素类物质[J].实用预防医学,2021,28(10):1198-1200.