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浅谈食品中三聚氰胺的检测方法

2016-09-01黄卫国

广州化工 2016年3期
关键词:三聚氰胺质谱法电化学

黄卫国

(阳江市质量计量监督检测所,广东 阳江 529500)



浅谈食品中三聚氰胺的检测方法

黄卫国

(阳江市质量计量监督检测所,广东阳江529500)

三聚氰胺是一种重要的化工原料,三聚氰胺既非食品原料也不是食品添加剂。本文探讨几种常用的食品中三聚氰胺的检测方法,包括液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、气相色谱-质谱-质谱法(GC-MS-MS)、液相色谱-质谱-质谱法(LC-MS-MS)以及酶联免疫法(ELISA)等,为食品中三聚氰胺的检测方法选择提供依据,也为未来研究高灵敏度、成本低而且分析快速的三聚氰胺检测方法提供参考。

三聚氰胺;检测方法;食品

三聚氰胺(Melamine),简称三胺,别名蜜胺,是一种重要的化工原料,常用于制造三聚氰胺树脂,广泛运用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业,是建筑业中常用的防火阻燃材料[1]。在食品应用中,三聚氰胺既不是食品原料也不是食品添加剂,本与食品毫无关系,但由于其含氮量高达66.7%,价格较蛋白质便宜,一些不法商家利用凯氏定氮法测定蛋白质含量的方法缺陷,违法把三聚氰胺添加到食品或动物饲料中,造成产品蛋白质含量高的假象,从而获得高利益。三聚氰胺进入人体后不能被代谢,长期摄入三聚氰胺会引起泌尿系统的结石,甚至诱发膀胱癌。2008年9月,由于三聚氰胺在婴儿乳粉中非法添加导致超过5万名婴幼儿出现泌尿系统结石,俗称大头婴儿事件,使得三聚氰胺在乳制品中非法添加得到曝光,直接导致中国乳制品行业性的诚信危机,对人们的日常生活造成严重的社会影响。

图1 三聚氰胺的结构

1 食品中三聚氰胺

三聚氰胺原本不应该在食品中存在,也不允许人为添加到食品中,其作为塑料树脂的重要组成成分,有可能会由塑料包装材料迁移到食品中,但微量的迁移不至于对人体造成伤害。大头婴儿事件的出现,使得三聚氰胺在食品中违法添加得到曝光,引起人们极大重视,也使得食品中三聚氰胺的检测方法探索迅速发展。

2 三聚氰胺的检测方法

三聚氰胺的检测方法已经由过去较简单的苦味酸法等,快速发展到现今高精密度的液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、气相色谱-质谱-质谱法(GC-MS-MS)、液相色谱-质谱-质谱法(LC-MS-MS)、酶联免疫法(ELISA)、电化学法、电化学发光法(ECL)等。

2.1液相色谱法(HPLC)

HPLC法是目前检测食品中三聚氰胺比较广泛的方法之一,其常用的色谱柱有C8和C18,检测器多用UV检测器或DAD检测器,该方法相较GC-MS、GC-MS-MS,具有前处理简便的优点,检测时间较短,但该法检测限较高,受基质影响较大,易于出现的假阳性情况,适合较高含量的三聚氰胺检测。

汪辉等[2]用C18作分离色谱柱,建立高蛋白食品中三聚氰胺的HPLC-DAD检测法,该方法中用0.02 mol/L硫酸铵-甲醇(94:6)作流动相,选取235.0 nm作检测波长,检测限可达到0.01 μg/mL,线性范围0.1~150 μg/mL。

赵永彪等[3]采用ODS分离柱(C18)建立测定宠物食品中三聚氰胺的高效液相色谱分析法,该法用pH=3的庚烷磺酸钠-乙腈(90:10)作流动相,在236 nm检测三聚氰胺含量,最低定量检出浓度为2 mg/kg。

2.2气相色谱-质谱法(GC-MS)、气相色谱-质谱-质谱法(GC-MS-MS)

GC-MS、GC-MS-MS法较HPLC法具有试剂使用少,检测限低,降低出现假阳性的优点,该法将三聚氰胺从食品中提纯,然后将三聚氰胺衍生化成非极性物质,通过气相色谱分离,用质谱进行定量分析。但由于该法需要将三聚氰胺衍生化处理,前处理步骤比较繁琐,检测时间较长,该法适用于较低含量的三聚氰胺检测。

王征[4]建立GC-MS法测定动物食品中的三聚氰胺,通过甲醇/水/三乙胺混合液提取动物食品中的三聚氰胺,氮气吹干,再硅烷化衍生,利用DB-5TH弹性石英毛细管柱作分离柱,质谱作检测器,最低检测限达到0.1 μg/g, 在0.1~50.0 mg/L范围内呈良好线性关系,该法选择性好,能有效消除复杂基体干扰。

吴惠勤等[5]通过三氯乙酸、乙酸铅提取,用固相萃取住净化,吡啶作衍生化试剂,DB-1MS石英毛细管柱作分离柱,GC-MS分析奶粉及奶制品中的三聚氰胺,其检出限为1 μg/kg,定量限为5 μg/kg,线性范围0.01~50 mg/L,回收率在90%~98%之间。

卢业举等[6]建立GC-MS-MS法测定食品中的三聚氰胺,该法用吡啶作衍生化试剂,选用TR-5MS色谱柱,采用多反应检测模式(MRM)进行检测,最低定量检测限为1 μg/kg,在0.1~100 μg/L范围内线性良好,可用于测定奶粉、奶糖,含乳饮料、饼干等食品中三聚氰胺的检测。

2.3液相色谱-质谱-质谱法(LC-MS-MS)

LC-MS-MS法由于受基质的影响较少,具有极低的检测限优点,同时由于不需像GC-MS法要对三聚氰胺进行衍生化,简化前处理过程,检测时间较短,但该法所用的液相色谱-串联质谱仪价格较贵,检测成本较高,同时该法不能用无机盐缓冲液作流动相,其流动相的可选择性较少。

栾伟[7]建立LC-MS-MS法用于宠物食品中三聚氰胺的检测,采用C18色谱柱作分离柱,以pH=5.1的甲醇-水(1:9)作为流动相,该法的灵敏度可以达到50 pg/mL。

刘梅等[8]采用C8分离柱,以乙腈和水为流动相,串联质谱作检测器检测食品中的三聚氰胺,该方法检测限为0.5 mg/kg,线性范围为0.1~10.0 mg/kg。

黄芳等[9]采用C18柱建立饲料中三聚氰胺的高效液相色谱-质谱测定方法,该法用乙腈-0.1%甲酸(5:95)作流动相,采用正离子化,多反应检测模式(MRM),该法检测限可达0.01 mg/L,线性范围为0.01~0.5 mg/L。

2.4酶联免疫法(ELISA)

ELISA法相较色谱法,ELISA法具有特异性强,灵敏度高,操作简单,分析时间短,可同时进行大量样品的筛查。

王黎丽等[10]基于单克隆抗体建立三聚氰胺直接和间接竞争ELISA检测方法,两种方法的IC50分别为3.12 μg/L和56.88 μg/L,线性范围为0.05~10 μg/L和0.1~1000 μg/L,两种方法都可以用于三聚氰胺的快速检测,但间接竞争ELISA比直接竞争ELISA更加灵敏。

2.5电化学发光法(ECL)

电化学发光是电化学和化学发光相互渗透形成的,其利用电化学原理在电极表面产生某些氧化还原物质而导致的化学发光,具有设备简单、操作方便、灵敏度高、重现性好、线性范围宽、可进行原位检测等特点。

陈钰等[11]采用喷射式电化学发光流动检测技术建立奶粉和液态奶中三聚氰胺的检测方法,其检测限为0.001 μg/L,不同加标量的阴性样品回收率为92.2%~114.2%,线性范围在0.001~1000 μg/L。

2.6其他检测方法

食品中三聚氰胺的检测分析,除了上述介绍的常用方法外,还有表面增强拉曼光谱法(SERS)[13],荧光光谱法[14]、分光光度法[15]等。

3 结 语

目前,国内外对于三聚氰胺的检测,不同的检测方法各有优缺点,在实际应用中要根据样品、检测成本等选择合适的检测方法。我国是世界上食品的生产和消费大国,在食品安全越来越重视的今天,开发和研究食品中三聚氰胺的高灵敏度、成本低而且分析快速的检测方法,将是未来的发展方向,对加强食品中三聚氰胺的监控,提高食品安全指数具有重要意义。

[1]张俊燕,何吕兴.三聚氰胺的样品前处理及最新检测方法[J].生命科学仪器,2007(5):57-59.

[2]汪辉,曹小彦,彭新凯,等.高效液相色谱-二极管阵列法测定高蛋白食品中的三聚氰胺[J].食品与机械,2007,23(5):114-124.

[3]赵永彪,李自春,刘婷,等.高效液相色谱法测定宠物食品中的三聚氰胺[J].分析实验室,2008,27(z1):190-192.

[4]王征.GC-MS法测定动物食品中的三聚氰胺[J].福建分析测试,2008,17(2): 1-4.

[5]吴惠勤,黄芳,林晓珊,等.气相色谱-质谱法测定奶粉及奶制品中的三聚氰胺[J].分析测试学报,2008(10):1044-1048.

[6]卢业举,舒勇,赵成仕.气相色谱-串联质谱法测定食品中的三聚氰胺[J].色谱,2008,26(6): 749-751.

[7]栾伟.液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)分析宠物食品中三聚氰胺[J].分析测试学报,2007,26(S1):285-286.

[8]刘梅,李金强,田德金,等.固相萃取-液相色谱-串联质谱法检测食品中的三聚氰胺[J].化学分析计量,2008,17(2):48-50.

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[10]王黎丽,陈芳芳,吴超,等.基于单克隆抗体的三聚氰胺ELISA检测方法的建立[J].食品与生物技术学报,2011,30(6):962-966.

[11]陈钰,王捷,刘仲明,等.喷射式电化学发光流动检测技术快速测定奶粉及液态奶中三聚氰胺[J].分析测试学报,2013,32(7):890-893.

[12]王士伟,邓光辉,屈忠凯,等.毛细管电泳电化学发光法分离测定奶粉中的二聚氰胺和三聚氰胺[J].分析实验室,2014,33(10):1198-1201.

[13]Mecker LC,Tyner KM, Kauffman JF,et al. Selective melamine detection in multiple sample matrices with a portable Raman instrument

using durface enhanced Raman spectroscopy-active gold nanoparticles [J]. Anal Chim Acta, 2012,733: 48-55.

[14]韩彩芹,刘莹,赵文艳,等.三聚氰胺溶液的荧光光谱实验研究[J].光学学报,2009(11):3163-3167.

[15]冯伟,吕昌银,严成艳,等.胶束增敏分光光度法水相测定乳制品中三聚氰胺[J].分析实验室,2010,29(4):49-52.

Discussion on the Detection Methods of Melamine in Food

HUANGWei-guo

(Yangjiang Supervision Testing Institute of Quality and Metrology, Guangdong Yangjiang 529500,China)

Melamine is not food material and food additive, but a kind of important chemical material. To provide the basis for the detection melamine in food, several kinds of detection methods of melamine were discussed including HPLC, GC-MS, GC-MS-MS, LC-MS-MS, ELISA, etc. It also provided the reference for research of high sensitivity, rapid testing and cheap detection of melamine in food in the future.

Melamine; detection methods; Food

黄卫国(1985-),男,工程师,主要从事分析化学检测和应用。

O63

A

1001-9677(2016)03-0037-03

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