气相色谱-质谱法测定食品中2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠

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(1. 大连职业技术学院, 大连 116035; 2. 辽宁出入境检验检疫局, 大连 116001; 3. 大连工业大学, 大连 116034)

2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠是天然存在于咖啡豆中的一类物质,由于其具有掩盖甜味的作用而受到人们的关注。在食品安全国家标准GB 2760-2014中2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠作为允许使用的食品用合成香料列出但是没有规定出使用限量。由于天然的2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠提纯成本高昂而无法产业化,人们采用化学合成的方法生产2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠。在中国,抑甜剂是2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠与麦芽糊精的粉状复合物,对其风险评估的研究还处于初步阶段。国家食品质量监督检验中心的崔海萍对2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠经过多年的研究评估得出结论:在高糖食品中2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠的过量使用可能会对少部分对糖敏感的消费者的健康构成潜在风险,同时建议国家有关监管部门尽快制定2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠的使用限量和检测方法标准[1-11]。

关于2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠的测定方法的报道很少,主要有气相色谱法和液相色谱法两种。国内都是采用液相色谱法,提取剂用乙腈或氨水,C18液相色谱柱分离,调节流动相的pH使2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠在C18柱内转化成2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸,然后用紫外检测器检测。气相色谱法测定2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠,采用化学衍生法将不易汽化的2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠衍生为易汽化的酯,然后进入气相色谱仪检测[12-16]。

2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠属于强碱弱酸盐,存在于pH不大于5的体系时,2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠转化为更为稳定的2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸;当pH不大于3时,转化率为100%。本工作基于这一特点进行研究,将此转化从色谱分离过程中提前到样品提取过程中,从而实现了不用衍生直接采用气相色谱-质谱法测定食品中2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠的含量,方法高效、实用、快速。

1 试验部分

1．1 仪器与试剂

Agilent 7890-5973型气相色谱-质谱联用仪;MS 3型涡旋混合器;AE 260型电子天平;1-14型离心机;R215-PROV-V700型旋转蒸发仪。

2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸标准储备溶液:1.000 g·L-1,称取2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸标准物质(纯度为98%) 100.0 mg置于100 mL容量瓶中,用丙酮稀释至刻度,混匀。

石油醚(沸程30～60 ℃)、氯化钠、乙酸乙酯、乙醚均为分析纯;丙酮为色谱纯;试验用水为超纯水(电阻率18.2 MΩ·cm)。

1．2 仪器工作条件

1) 色谱条件 DB-FFAP石英毛细管色谱柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm);进样口温度为250 ℃,检测器温度为270 ℃;载气为氦气,恒流模式,流量为2.5 mL·min-1;进样量为1 μL。程序升温:初始温度100 ℃,以15 ℃·min-1速率升温至230 ℃,保持12 min。

2) 质谱条件 传输线温度为240 ℃,离子源温度为230 ℃,四极杆温度为150 ℃;溶剂延迟为6 min;电子轰击离子源(EI),电子能量为70 eV;选择离子监测模式,检测离子(m/z)为109,123,124,196,定量离子(m/z)为123。

1．3 试验方法

1) 饮料 移取饮料试样2.50 mL置于50 mL塑料离心管中,加入盐酸(1+1)溶液1.0 mL,然后加入氯化钠至饱和,分别用乙酸乙酯30 mL涡旋提取两次,离心后取上清液,合并两次提取液60 mL于鸡心瓶中。在40 ℃恒温水浴下旋蒸直至近干,用2 mL丙酮溶解残渣后按仪器工作条件进行测定。

2) 巧克力 称取巧克力试样2.50 g置于50 mL塑料离心管中,加水10 mL超声提取10 min,加0.5 mol·L-1氢氧化钠溶液2.0 mL,摇匀,放置10 min.加入0.42 mol·L-1硫酸锌溶液1.5 mL,混匀,放置5 min,以3 500 r·min-1转速离心,过滤,加石油醚-乙醚(3+1)混合液10 mL,振摇2 min,静置分层。用吸管移取下层全部水溶液于另一50 mL塑料离心管中,并加入盐酸(1+1)溶液1.0 mL,然后加入氯化钠至饱和,分别用乙酸乙酯30 mL涡旋提取2次,离心后取上清液,合并两次提取液60 mL于玻璃鸡心瓶中。在40 ℃恒温水浴下旋蒸直至近干,用2 mL丙酮溶解残渣后按仪器工作条件进行测定。

2 结果与讨论

2．1 标准物质的选择

目前2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸有商品化的标准物质,而2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠市面上只能买到纯度为99%的食品添加剂。因此,采用气相色谱法测定时,先将样品中的2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠酸化转化为2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸,测定2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸的含量,再通过计算得出样品中2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠的含量。试验选用2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸作为标准物质。

2．2 色谱柱的选择

试验考察了DB-5、DB-1701、HP-Innowax和DB-FFAP等4种色谱柱对2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸的分离效果。结果表明:HP-Innowax色谱柱和DB-FFAP色谱柱都能对2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸进行较好的分离。考虑到样品中含水量大时,DB-FFAP色谱柱的柱填料比HP-Innowax色谱柱更耐水。试验选择DB-FFAP色谱柱进行分离。

2．3 盐酸(1+1)溶液用量的选择

2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠易溶于水,试验选用盐酸(1+1)溶液调整样品提取体系的酸度,使2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠转化为2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸。试验考察了加入盐酸(1+1)溶液0.4,0.6,0.8,1.0,1.5,2.0 mL时对测定的影响。结果表明:当加入盐酸(1+1)溶液0.8 mL时,pH小于3;当加入盐酸(1+1)溶液1.0 mL时,pH为2～3;再增加盐酸(1+1)溶液的体积时,pH减小的幅度大为减少。考虑到当pH不大于3时,2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠转化为2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸的转化率为100%。试验选择盐酸(1+1)溶液的用量为1.0 mL。

2．4 提取剂的选择

文献报道的酸化后的样品提取剂主要有氨水(1+9)和乙腈。氨水会中和盐酸产生大量的盐而且会加大盐酸的用量,乙腈价格贵、毒性大而且在旋蒸时不易除去。试验选用了文献未报道的乙酸乙酯作为提取剂,提取时加入氯化钠至饱和,增加了2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸的提取效率。

2．5 标准曲线和检出限

将1.000 g·L-12-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸标准储备溶液逐级稀释至5.0,10,20,50,100 mg·L-1标准溶液。按仪器工作条件对上述标准溶液系列进行测定,并绘制标准曲线。结果表明:2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸的质量浓度在5.0～100 mg·L-1内呈线性,线性回归方程为y=1.991×104x+4.032×104,相关系数为0.999 4。

按10倍信噪比计算2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠的测定下限(10S/N)为4 mg·kg-1。

2．6 精密度与回收试验

按试验方法对空白的巧克力和橙汁饮料样品进行加标回收试验,结果见表1。

表1 精密度和回收试验结果(n=6)Tab. 1 Results of tests for precision and recovery(n=6)

加标样品的总离子流图和质谱图见图1。

(a) 总离子流图

(b) 质谱图图1 加标样品的总离子流图和质谱图Fig. 1 TIC chromatogram and MS spectrum of the sample added with standard solution

本工作采用气相色谱-质谱法测定食品中2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠的含量,为国内首次报道。本方法前处理简单、分离效果好、灵敏度高,能够满足一般含糖食品中2-(4-甲氧基苯氧基)-丙酸钠检测的需要。

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