液相色谱—质谱法测定食用盐中的丙烯酰胺

王小瑀，赵 毅，赵君楠，王 滢

（中盐工程技术研究院有限公司，天津 300450）

1 前 言

丙烯酰胺（Acrylamide，AA）是一种小分子结构的白色晶体物质，是生产聚丙烯酰胺的主要材料。聚丙稀酰胺一般可作为絮凝剂在工业上使用，在一定情况下也可作为添加剂加入食品中，如甜菜糖汁中，用作控制食品中的有机物和矿物质水垢，以达到澄清的目的［1］。食品中的丙烯酰胺一般常见于油炸食品中，如薯条、薯片等。目前丙烯酰胺已被证实具有神经、生殖及遗传毒性，并已被国际癌症机构列为“2A 类可能致癌物质”［2］。我国也将食品中丙烯酰胺的检测列为“十五”国家重大科技专项“食品安全关键技术课题”。

食用盐是必不可少的调味品，但目前缺乏对食用盐中丙烯酰胺残留和检测方法的研究。现在食品中的丙烯酰胺分析方法主要为气相色谱—质谱法（GC-MS 法）和液相色谱—质谱法（LC-MS 法）。其中GC-MS法需要将样品溴代衍生化，再进行仪器检测，过程繁琐［3］。而LC-MS 法无需衍生化，操作过程相对简便，因此采用LC-MS 法检测食品中的丙烯酰胺成为主流。实验中，用乙腈和正己烷提取并净化样品，然后收集净化液进行测定。

2 材料和方法

2.1 仪器和试剂

AB SCIEX TRIPLE QUAD 4500型液相色谱—串联质谱仪；色谱柱（Spursil C18-EP 150 mm×210 mm，3 μm）；分析天平（精度0.000 1 g，梅特勒—托多利）；Milli-Q型纯水器；旋转蒸发仪。

丙烯酰胺（CH2—CHCONH2）标准品，13C3-丙烯酰胺（13CH2—13CH13CONH2）标准品。

甲酸、甲醇、乙腈、正己烷均为色谱纯。

2.2 标准溶液的配置

丙烯酰胺标准储备溶液（100 mg/L）、13C3-丙烯酰胺标准储备溶液（100 mg/L）：分别准确称取1.000 0 g丙烯酰胺标准品和13C3-丙烯酰胺标准品，分别用甲醇溶解并定容至100 mL容量瓶，置-20 ℃冰箱中保存。

丙烯酰胺工作液（10 mg/L），13C3-丙烯酰胺工作液（1 mg/L）：吸取1 mL 储备液，用0.1%甲酸溶液稀释至10 mL。临用时配制。

2.3 样品制备

称取2 g 样品（精确至0.001 g）于50 mL 离心管中，加入20 μL13C3-丙烯酰胺工作液，加入40 mL 乙腈。混匀，振荡10 min，6 000 r/min离心2 min。取上清液20 mL，加入10 mL正己烷，涡旋2 min，6 000 r/min离心2 min。弃去上层正己烷，将下层清液转移至旋蒸瓶中，在40 ℃水浴下旋蒸浓缩至近干，加入1 mL水复溶，经0.45 μm水系滤膜过滤，进行测定。

2.4 仪器工作条件

（1）色谱条件。流动相∶甲醇∶0.1%甲酸（10∶90），等度洗脱；流速0.2 mL/min；进样体积25 μL；柱温26 ℃。

（2）质谱条件。阳离子电喷雾电离源（ESI）；多反应离子监测（MRM）模式；喷雾电压5 000 V；离子源温度500 ℃；驻留时间100 ms。

丙烯酰胺和13C3-丙烯酰胺的质谱参数见表1，其中“*”代表定量离子。目标物的提取离子流色谱图见图1。

图1 丙烯酰胺和13C3-丙烯酰胺的提取离子流色谱图Fig.1 Extracted ion chromatogram of acrylamide and 13C3-acrylamide

表1 丙烯酰胺和13C3-丙烯酰胺的质谱参数Tab.1 MS Parameters of acrylamide and 13C3-acrylamide

3 结果与讨论

3.1 质谱条件的优化

采用针泵直接进样的方式，将质量浓度为100 ng/mL 的丙烯酰胺和13C3-丙烯酰胺标准溶液注入质谱仪，对目标物的质谱条件参数进行优化。在正离子ESI模式下筛选目标化合物的母离子［M+H］+，确定丙烯酰胺和13C3-丙烯酰胺的母离子Q1 分别为m/z71.9（CH2—CH—CO—N）和m/z74.9（13CH2—13CH—13CO—N）。在确定丙烯酰胺的母离子后，采用子离子扫描方式进行二级质谱扫描分析，可以得到m/z55.0（CH2—CH—CO+）和m/z44.1（NH2—CO+）的 子 离 子。其 中 子 离 子m/z55.0 是由母离子脱氨得到，具有更高的丰度，因此选择m/z55.0作为目标物的定量离子［4］。同理得到13C3-丙烯酰胺的子离子m/z58.1（13CH2—13CH—13CO+）和m/z45.1（NH2—13CO+）。

3.2 提取方法的优化

丙烯酰胺是极性物质，易溶于水，但待测物质食用盐主体为氯化钠同样易溶于水，因此若用水提取食用盐中的丙烯酰胺，会将氯化钠带入仪器中，干扰电离过程。此外在某些研究中，发现待测食品中的缬氨酸会对目标物造成检测干扰，这是由于缬氨酸m/z118.0 在电离过程中会裂解为m/z72.0 和m/z55.0，导致丙烯酰胺的假阳性或结果偏高［5］。国家标准GB 5009.204—2014 中用水提取丙烯酰胺，然后再用正己烷除脂，最后通过HLB 和Bond Elut-Accucat 固相萃取柱净化，该方法适用于大多数基质复杂的食品检测，但过程繁琐，成本高，并不适合大批量的检测工作［6］。因此研究中，在食用盐主体为氯化钠且有机杂质极少的前提下，选择用乙腈作为丙烯酰胺的提取剂，再用正己烷除脂，可大大缩短样品的前处理过程时间。

3.3 检测方法验证

将相同量的内标物加入丙烯酰胺标准系列溶液，其中内标物浓度均为100 ng/mL，丙烯酰胺标准溶液浓度为分别为5、10、50、100、500、1 000 ng/mL，按照仪器工作条件进行分析。以各标准系列工作液的丙烯酰胺进样浓度（ng/mL）为横坐标，以丙烯酰胺（m/z55.0）和13C3-丙烯酰胺内标（m/z58.1）的峰面积比为纵坐标，绘制标准曲线，回归方程为Y=0.814 72X+0.046 24，相关系数r=0.999 6。

以十倍信噪比（S/N=10）来确定方法定量限为5 μg/kg。向样品中加入1 倍和2 倍定量限的标准溶液，平行测定6次，做回收率和精密度测定。相对标准偏差分别为5.5%和4.0%，回收率分别为94.6%和116.7%，满足《化学分析方法确认和验证指南》中的要求。

3.4 实际样品测定

研究中，在处理盐样品时将内标物加至试样中，这是由于内标物和目标分析物的同时洗脱可共同确定目标物的保留时间，从而提高测量的准确度。按照研究建立的方法，随机抽取一批食盐样品进行检测。结果表明，在该批样品的色谱结果图中，2.69 min 附近均能找到同位素标记的13C3-丙烯酰胺色谱峰，同时丙烯酰胺色谱峰均不存在，因此可以判断该批样品并未检测出丙烯酰胺。

4 结论

研究针对食用盐这一特殊基体的样品，将乙腈作为丙烯酰胺的提取溶液，再用正己烷除去有机杂质。采用LC-MS 法测定食用盐中的丙烯酰胺，该方法省去了繁琐的固相萃取过程，操作简便，可满足测定食用盐中丙烯酰胺的需求。