气相色谱—质谱法同时定量检测香精中3种禁用物质

2018-08-01陆智

食品与机械 2018年6期

陆智

(无限极﹝中国﹞有限公司，广东广州 510665)

香精是由多种香原料、溶剂或载体以及其他辅料调配而成的芳香类混合物，通常直接用于调整食品、日用品、烟草等众多产品的风味。GB/T 22731—2017 中明确将香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮和苄氰列入香精禁用物质名单。香叶腈(柠檬腈)具有新鲜柠檬香气，适于配制花香型、果香型产品。但香叶腈可能导致遗传性缺陷，其大鼠经口的半数致死量(LD50)为4 150 mg/kg，兔子经皮LD50为4 300 mg/kg，可造成皮肤刺激和严重眼刺激[1]。2-戊基-2-环戊烯-1-酮是一种重要的有机合成中间体，比如合成白兰酮香料[2]，2-戊基-2-环戊烯-1-酮在香精的配制中有提调花香的作用。但2-戊基-2-环戊烯-1-酮会造成轻微皮肤刺激，可能导致皮肤过敏反应，大鼠经口LD50为2 200 mg/kg[3]。苄氰可由甲苯经氨氧化或由苯甲酸经干馏而制得，可用作香料的中间体[4]。大鼠经口LD50为270 mg/kg，经皮LD50为2 mg/kg；小鼠经皮LD50为45 500 μg/kg，经腹腔LD50为10 mg/kg。迄今为止，有关香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮和苄氰检测方法尚未见报道。

气相色谱—质谱法(GC-MS)在香精或加香产品中挥发性化合物的检测中运用比较广泛[3-5]。曾莉等[6]建立肉制品中12种多环芳烃化合物的GC-MS同时测定方法，确定了方法的检出限、定量限、标准曲线和线性范围，该方法具有简单、易操作、准确度和重现性好的特点。范文来等[7]建立了药香型白酒中的痕量萜烯类化合物的定量分析方法，所有化合物的线性相关系数良好，R2≥0.992 1，检测限为0.01～3.62 μg/L，定量限为0.03～12.05 μg/L，相对标准偏差小于15%，加标回收率为81.01%～118.94%。

鉴于香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮和苄氰已被禁用，且未查阅到相关检测方法的文献报道。本研究拟采用GC-MS法定量分析香精中香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮和苄氰，并对所建立的方法进行方法学验证及应用，论证此方法的可行性，为检测方法标准的制定提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

气相色谱—质谱仪：Agilent 7890B-5977B型，配EI源，美国Agilent公司；

漩涡振荡器：VORTEX-5型，海门市其林贝尔仪器制造有限公司；

分析天平：FA2014型，上海良平仪器仪表有限公司；

香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰：色谱纯，美国Sigma公司；

甲醇、丙酮：色谱纯，上海安谱实验科技股份有限公司；

薄荷香精：10个样品，市售。

1.2 标准溶液制备

香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰标准储备液：称取香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰标准品1.000 g置于100 mL 容量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，摇匀，配制成浓度为10 mg/mL的标准储备液，于4 ℃避光保存。

1.3 样品处理方法

将香精用甲醇稀释100倍后供GC-MS分析。

1.4 GC-MS条件

1.4.1 气相色谱分析条件HP-Innowax极性色谱柱，60.00 m×0.25 mm×0.25 μm。采用高纯度氦气作为载气，纯度≥99.999%；流速0.8 mL/min；进样口温度250 ℃；进样体积0.2 μL；基于前期香精分析确定的升温程序为：40 ℃保持6 min，以3 ℃/min升温至100 ℃保持5 min，以5 ℃/min 升温至230 ℃保持10 min。3种物质色谱图见图1。

图1 香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰气相色谱图

Figure 1 GC-MS chromatogram of geranyl nitrile, 2-pentyl-2-cyclopenten-1-one and benzyl cyanide

1.4.2 质谱条件电子轰击离子源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；质量扫描范围50～550 amu；检测方式全扫描和SIM碎片扫描。香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰的保留时间、质谱离子碎片等信息见表1。

1.4.3 定性和定量分析以标准样品的保留时间和监测离子定性，待测样品中监测离子的丰度比与标准品的相同离子丰度比相差不大于20%。

采用外标法对香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰进行定量分析。待测液中香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰的响应值应在标准曲线的线性范围内，超过线性范围则应稀释后再进样分析。

表1 香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰质谱分析参数

Table 1 Parameters of GC-MS analysis method for geranyl nitrile, 2-pentyl-2-cyclopenten-1-one and benzyl cyanide

化合物保留时间/min特征碎片离子及丰度比(m/z)香叶腈45.23369(100)、134(30)、148(12)2-戊基-2-环戊烯-1-酮46.47196(100)、123(43)、152(38)苄氰51.056117(100)、90(42)、77(12)

1.5 建立香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰的GC-MS分析方法

1.5.1 绘制标准曲线配制了0.000 5，0.001 0，0.005 0，0.010 0，0.050 0，0.100 0 mg/mL 梯度溶液，供GC-MS分析。以标准品浓度为横坐标x，以相应的定量离子碎片提取峰面积为纵坐标y，拟合标准曲线得线性回归方程和相关系数。

1.5.2 确定检出限和定量限取稀释100倍后的香精样品，加入不同体积的混合标准溶液配制成含目标化合物浓度分别为0.000 1，0.000 5，0.001 0 μg/mL的样品，振荡，混匀，供GC-MS分析，以信噪比(S/N)≥3时的浓度作为方法检出限，以检出限的3倍作为方法的定量限。

1.5.3 确定回收率和精密度以稀释100倍的香精为样品基质，加入混合标准溶液配制成含标准品浓度为1，2 μg/mL的加标样品，同时用甲醇配制浓度分别为1，2 μg/mL的样品作为空白参考；经GC-MS分析，以加标样品中各化合物定量离子碎片提取峰面积与空白参考样品中各化合物定量离子碎片提取峰面积之比计算方法回收率。

精密度的测定，将不同加标浓度的样品各配制6个，供GC-MS分析，以计算方法精密度。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线及线性范围、检出限、定量限

本研究采用外标法对香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰3种禁用物质进行定性定量分析。

由表2可知，3种物质加入稀释100倍后的香精中经过检测分析，在浓度为0.000 5～0.100 0 mg/mL时线性拟合良好，相关系数均大于0.990 0。建立的外标法方法可用于香精中香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰的定性定量分析。该方法的检出限为0.005 μg/mL，定量限为0.015 μg/mL，满足痕量物质的定量分析要求。

2.2 回收率、精密度

由表3可知，添加量为1 μg/mL时，回收率为90%～116%，相对标准偏差为4.2%～5.4%；添加量为2 μg/mL时，回收率为96%～107%，相对标准偏差为4.7%～4.9%。2个加标浓度水平，3种物质的方法回收率和精密度较好，说明方法重现性好，比较稳定，可用于香精中香叶腈、2-戊基-2-环戊烯-1-酮、苄氰的定性定量分析。