气相色谱-质谱联用法测定食用油中3-MCPD脂肪酸酯

周勇强 李昌 聂少平 谢明勇

气相色谱-质谱联用法测定食用油中3-MCPD脂肪酸酯

周勇强 李昌 聂少平 谢明勇

（食品科学与技术国家重点实验室南昌大学，南昌 330047）

本研究在德国油脂科学协会（DGF）标准检测方法的基础上进行方法优化，利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，建立了油脂中3-氯-1，2-丙二醇（3-MCPD）脂肪酸酯的分析方法。根据结果可知，该方法线性相关性良好，检出限为0.022 5 mg／kg，定量限为0.076 0 mg／kg，线性范围为0.05～5.0 mg／kg，回收率为95.36%～101.18%，相对标准偏差为1.36%～8.14%。试验中同时利用该方法对7种常见油脂中3-MCPD脂肪酸酯进行了检测。结果表明：该分析方法定性定量准确、灵敏度高、重现性好，能满足油脂中3-MCPD脂肪酸酯分析检测的要求。

GC-MS 3-MCPD脂肪酸酯 油脂

3-氯-1，2丙二醇（3-MCPD）是甘油中的1号或3号位的羟基被氯原子取代而形成的一氯取代物。是一种无色、有愉快性香味的油性液体，分子式为 C3H7ClO2，密度为1.320 4 g／cm3（20℃），熔点 -40℃，沸点213℃（分解），易溶于乙醇、水、乙醚、丙酮，不溶于四氯化碳、苯和石油醚。图1为3-MCPD及其脂肪酸酯。

图1 3-MCPD与其脂肪酸酯

1978年，在酸水解植物蛋白（HVP）中首次检测到 3-MCPD的存在［1，2］。此后陆续有学者研究发现，游离的3-MCPD广泛地存在于各种热加工食品中，谷物类食品如吐司、面包皮、饼干［3-4］，咖啡［5］，烤奶酪［6］以及烟熏食品［7］，婴幼儿食品也有检出［8］。另外，3-MCPD大多以脂肪酸酯的形式存在，而非自由态。这种化合物主要形成于食品的加工过程中［9］，尤其是热加工过程，如油脂的精炼、氢化、脱臭等加工工艺。目前，3-MCPD脂肪酸酯引起了人们广泛的关注，这是因为3-MCPD脂肪酸酯被摄入后，在体内被脂肪酶水解成游离的3-MCPD而具有潜在的毒害性，能降低大鼠的精子活性和精子数量，抑制雄性激素的分泌，使生殖能力下降甚至不育［10］。本试验在DGF标准方法的基础上进行方法优化，除去样品中的大量杂质，达到纯化的目的。方法准确，灵敏度高，重现性好，对仪器的污染小，能满足油脂中3-MCPD脂肪酸酯的定性定量分析。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

3-MCPD标准品（纯度98.4%）：德国SIGMAALDRICH公司；氘代同位素d5-3-MCPD标准品（纯度98.3%）：加拿大 CDN isotopes公司；花生油、菜籽油等7种食用油：南昌某市场。

1.2 仪器与设备

QL-861型涡旋仪：其林贝尔仪器制造有限公司；Milli-Q Academic型超纯水系统：Millipore公司；KQ2200E型超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；DGG-9140B电热鼓风干燥箱：上海森信试验仪器有限公司；MD200-1氮气吹扫仪：杭州奥盛仪器有限公司；AL104电子天平：上海梅特勒-托利多仪器有限公司；TGL-16G-A离心机：上海安亭科学仪器厂；HP-5色谱柱（0.25 mm×30 m×0.25μm）、安捷伦7890A／7000气相色谱-质谱联用仪：美国Agilent科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 酯的裂解

称取100 mg油脂，溶入0.5 mL叔丁基甲醚-乙酸乙酯混合液（4∶1），准确加入2μg氘代同位素d5-3-MCPD标准品，加0.5 mL硫酸-丙醇溶液（0.5 mL浓硫酸与100 mL丙醇配比）。超声15 min，再加入 0.5 mL NaOCH3-甲醇溶液（0.5 mol／L），1 min后，立即加入3 mL乙酸混合液（1 mL乙酸溶解在30 mL 20%NaCl溶液中），并充分涡旋。之后加入3 mL正己烷，充分涡旋后，静置3 min，待溶液明显分层，用胶头滴管尽可能地移去上层。加入3 mL正己烷重复萃取1次。

1.3.2 衍生化

向剩余溶液中加入500μL的衍生化试剂（2.5 g苯硼酸溶于19 mL丙酮和1 mL水），涡旋，在80℃下放置20 min。待溶液冷却至室温，加入2 mL乙酸乙酯，涡旋，静置分层，将上层溶液移到10 mL离心管，重复萃取2次。

1.3.3 纯化

收集的溶液在60℃下用氮气缓慢吹干，加入1 mL异辛烷溶解离心管中的残留物，涡旋，离心10 min（8 000 r／min）。取 0.5 mL上层清液转移至 GC瓶中，供GC-MS分析。

1.3.4 检测

色谱条件：不分流进样，进样体积：1μL，进样速度：20 mL／min，载气：He，1.2 mL／min恒速流动；程序温度：60℃，以 6℃／min上升至 130℃，保持8 min，再以20℃／min上升至250℃并保持5 min。

质谱条件：EI+，SIM模式；EI离子源温度230℃，EI电离能量70 eV；传输线温度：280℃；溶剂延迟：6 min；内标：m／z＝201，150；3-MCPD：m／z＝196，147。

1.3.5 计算方法

式中：Q为峰面积的比值；m3-MCPD为衍生化产物中3-MCPD的含量／μg；a为回归线的斜率；b为回归线的截距。

式中：Qsample为样品峰面积的比值；W3-MCPD为3-MCPD样品溶液的总质量／μg；W3-MCPD酯表示为3-MCPD酯的质量分数；m为测试样品的质量／g。

由于油脂中3-MCPD脂肪酸酯有sn1-3-MCPD单酯、sn2-3-MCPD单酯和3-MCPD二酯等3种化合物，且种类较多，目前无法通过内标法直接检测，而是通过酯交换将油脂中存在的各种3-MCPD酯转化为游离态3-MCPD，测定3-MCDP的含量，以3-MCPD的含量来表示3-MCPD酯的总量。

2 结果与讨论

2.1 d5-3-MCPD和3-MCPD衍生物的定性分析

样品中的3-MCPD脂肪酸酯在水解后变成游离的3-MCPD，3-MCPD和同位素内标在经苯硼酸衍生后形成相应的衍生物。m／z＝196为3-MCPD衍生物的特征离子，m／z＝201为d5-3-MCPD衍生物特征离子。m／z＝147是3-MCPD衍生物失去—CH2Cl而形成的化合物的特征离子，m／z＝150是d5-3-MCPD衍生物失去—CH2Cl而形成的化合物的特征离子［11］。因此通过 m／z＝147，196，150，201可以对3-MCPD和d5-3-MCPD进行定性。

图2为样品的总离子扫描色谱图，分别对图中相邻的2个色谱峰进行质谱分析。根据图3的质谱分析可知，d5-3-MCPD出峰时间为18.405 min，3-MCPD为18.580 min。与DGF标准方法不同的是，本试验在样品衍生化后分别采用了氮气吹干、涡旋、离心、取上层清液等方法尽可能地除去溶液中的杂质，以达到纯化目的。结果如图2所示，3-MCPD和d5-3-MCPD的分离效果良好，不存在共同离子的干扰问题，且离子峰附近几乎没有干扰物。结果表明，优化后的分析方法比DGF方法的分离效果更好，杂质明显减少，对离子峰的干扰更小。

图2 d5-3-MCPD和3-MCPD衍生物的总离子扫描色谱图

图3 d5-3-MCPD和3-MCPD衍生物质谱图

图4 为 m／z 147，196，150，201等 4种特征离子的选择性扫描离子色谱图，通过对比发现，d5-3-MCPD的m／z150离子峰的峰面积、峰形明显优于m／z 201，因此采用m／z150作为d5-3-MCPD的定量离子。3-MCPD的m／z 147的离子峰优于 m／z 196，故采用 m／z 147定量 3-MCPD。m／z 147，150作为定量离子，具有信噪比高、干扰作用小、灵敏度好等优点。

图4 m／z147，196，150，201选择性扫描离子色谱图对比

2.2 标准曲线

配制 0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、5.0 mg／L的 3-MCPD标准溶液，经试验处理后进样检测（参见1.3试验方法）。以3-MCPD浓度为横坐标，3-MCPD与d5-MCPD峰面积的比值为纵坐标绘制标准曲线如图5所示。

回归方程为Y＝0.246 4X+0.055 6，R2＝0.999 2，线性相关性良好，以3倍信噪比作检出限，10倍信噪比作定量限。此方法线性范围为0.05～5.0 mg／kg，检出限为 0.022 5 mg／kg，定量限为 0.076 0 mg／kg，完全满足油脂中3-MCPD脂肪酸酯的检测要求。

图5 标准曲线

2.3 仪器精密度

利用低中高浓度标品连续进样3次，分析测定值的 RSD。结果如表 1所示，RSD为 0.07%～1.91%，仪器性能良好，能满足本试验要求。

2.4 加标回收率

取12份菜籽油样品，3份作空白对照组，向剩余样品中分别加入 0.25、0.50、1.00 mg／kg的标准溶液，每组做3个平行样，经方法处理后检测其中3-MCPD脂肪酸酯含量，计算回收率和RSD。结果见表2，3-MCPD脂肪酸酯的加标平均回收率为95.36%～101.18%，测定结果的RSD为1.36%～8.14%，方法重现性好，能满足分析的要求。

表2 加标回收率

2.5 样品检测

利用上述分析方法对常见的7种油脂中的3-MCPD脂肪酸酯进行检测，每种油脂做5个平行样，结果见表3。

表3 常见油脂中3-MCPD脂肪酸酯含量／mg／kg

检测结果表明：山茶油中3-MCPD脂肪酸酯含量最高，平均值达到1.947 2 mg／kg，棕榈油次之，平均值为 1.518 3 mg／kg，二者均超过 1 mg／kg。山茶油作为我国最古老的木本食用植物油之一，具有很高的食用价值和药用价值，但是其中的3-MCPD脂肪酸酯含量同样很高，对人体具有一定的危害性，所以在选择山茶油食用和药用的同时应该考虑到其可能带来的健康风险。其他5种食用油中3-MCPD脂肪酸酯的含量均低于0.5 mg／kg，其中奶油中3-MCPD脂肪酸酯的含量最低，平均值0.120 5 mg／kg，范围为0.115 2～0.125 9 mg／kg，大大地低于其他6种食用油中3-MCPD脂肪酸酯的含量，这可能与奶油的冷加工方式有关。

3 结论

3.1 DGF标准方法衍生后采用正己烷萃取，萃取效率较低，本试验改用乙酸乙酯多次萃取，萃取效率明显提高，检测灵敏度高，检出限可达0.022 5 mg／kg，定量限为 0.076 0 mg／kg。

3.2 DGF标准方法在正己烷萃取后，直接进样分析，未做任何纯化步骤，本方法增加氮气吹干、异辛烷溶解、离心等尽可能地除去溶液中的杂质。通过氘代同位素内标d5-3-MCPD和3-MCPD的定性分析得出，此方法处理的样品基体杂质含量少，d5-3-MCPD和3-MCPD离子峰周围几乎没有干扰物。3.3 本方法对GC-MS条件也做了相应的优化，使d5-3-MCPD和3-MCPD的分离效果良好，不存在共同离子的干扰。

3.4 方法学考察结果显示，该分析方法具有定性定量准确，灵敏度高，重现性好等优点，能满足精确的分析要求。

3.5 实际样品的检测结果表明，常见7种食用油中所检测的3-MCPD脂肪酸酯的含量较高。

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Determination of 3-MCPD Fatty Acid Esters in Edile Oils by GC-MS

Zhou Yongqiang Li Chang Nie Shaoping Xie Mingyong
（State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang 330047）

An improved analysis method for testing 3-chloropropane-1，2-diol（3-MCPD）fatty acid esters in oils based on German Society for Fat Science（DGF）standard method has been presented in this study.According to the results，this method has good linear correlation with the limit of detection（LOD）as 0.022 5 mg／kg，limit of quantification（LOQ）as 0.076 0 mg／kg，linear range as 0.05～5.0 mg／kg；the recovery ranged was 95.36%～101.18%with a relative standard deviation of 1.36%～8.14%.Besides，the 3-MCPD fatty acid esters in seven kinds of commercial oils have been detected in order to clarify this method.The results showed that the features of analysis method are excellent in qualitative and quantitative accuracy，high sensitivity and good reproducibility；so it can meet the requiements of 3-MCPD fatty acid esters in oil.

GC-MS，3-MCPD fatty acid esters，oil

TS227

A

1003-0174（2014）03-0110-05

973计划（2012CB 720805）

2013-05-20

周勇强，男，1990年出生，硕士，食品安全

聂少平，男，1978年出生，教授，食品化学与分析，食品营养与安全