氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定食品中的富馬酸二甲酯

張清智，孫忠松*，王境堂，蔡 發(fā)

(山東出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，山東 青島 266002)

氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定食品中的富馬酸二甲酯

張清智，孫忠松*，王境堂，蔡 發(fā)

(山東出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，山東 青島 266002)

為解決樣品基體成分復(fù)雜、干擾測(cè)定的難題，建立一種基于氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)檢測(cè)食品中富馬酸二甲酯的方法。通過(guò)對(duì)提取液、固相萃取柱、電離電壓的考察，最終確定食品中富馬酸二甲酯經(jīng)乙腈提取、C18小柱凈化、CID電壓15V最優(yōu)條件。本方法在0.045～10.00mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9998，儀器定量檢出限LOQ為0.045mg/L，外標(biāo)法定量。在0.05、0.50、1.00mg/kg 3個(gè)水平的回收相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.77%～8.70%，回收率87%～108%。結(jié)果表明，相對(duì)于GC、GC-MS方法，GC-MS/MS方法分析時(shí)間短、無(wú)雜質(zhì)峰干擾、靈敏度高，可以滿足食品中檢測(cè)的要求。

氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜；富馬酸二甲酯；固相萃取

富馬酸二甲酯(dimethylfu marate，DMF)，是美國(guó)20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新型防霉劑，對(duì)許多霉菌有特殊的抑制效果，并且具有抗真菌的能力。該防霉劑被廣泛應(yīng)用于食品、飲料、飼料、中藥材、化妝品、魚(yú)、肉、蔬菜、水果等的防霉、防腐、防蟲(chóng)和保鮮。隨著社會(huì)的發(fā)展，食品安全越來(lái)越受到重視，人們對(duì)食品的防腐保鮮提出了更高的要求。研究[1]表明DMF可經(jīng)消化道、呼吸道和皮膚進(jìn)入人體，引起皮膚過(guò)敏，刺激眼睛、黏膜以及上呼吸道。MDF可引起細(xì)胞氧化損傷和T細(xì)胞凋亡等毒性[2-3]。此外，DMF易水解生成甲醇，長(zhǎng)期食用對(duì)肝、腎有很大的副作用，對(duì)人體，尤其是兒童的成長(zhǎng)發(fā)育危害很大。我國(guó)新頒布的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)明令禁止其在食品中使用。但不法經(jīng)營(yíng)者仍違法將DMF用于食品的防腐。因此建立食品中DMF的簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確的測(cè)定方法非常必要。目前，用于食品中DMF的檢測(cè)方法有液相色譜法(HPLC)、氣相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)[4-14]，但這些方法一般僅適用于無(wú)脂或低脂糕點(diǎn)，高脂糕點(diǎn)由于隨溶劑提出的脂肪較多，不能有效地除去，常會(huì)污染進(jìn)樣口和色譜柱，給儀器帶來(lái)?yè)p害。而且這些方法在實(shí)際分析中易受樣品基質(zhì)中雜峰或背景干擾，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)提取方法和質(zhì)譜條件的改進(jìn)，擬建立食品中DFM的氣相色譜-串級(jí)質(zhì)譜方法。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

蛋糕、餅干、面包 市購(gòu)。

富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)品 Sigma公司；乙睛、丙酮、正己烷、乙酸乙酯(均為分析純)。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱取一定量富馬酸二甲酯于100mL棕色容量瓶中，乙腈溶解并定容，使其質(zhì)量濃度為1000μg/mL。

氣質(zhì)聯(lián)用儀(CP-3800氣相色譜儀配有Varian 320 MS/MS質(zhì)譜檢測(cè)器；色譜柱為DB-5(30m×0.25mm，0.25 μm)；高純He為載氣) 美國(guó)Varian公司；V-850旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 瑞士Buchi公司；SPE固相萃取柱：PSA柱(500mg)、ALB柱(500mg)、C18柱(500mg)、PSA/SAX 柱(500mg)Varian公司；Florisil柱(1000mg/6mL) Agela公司。

1.2 四級(jí)桿串聯(lián)質(zhì)譜條件

色譜柱為DB-5MS石英毛細(xì)管柱(30m×0.25mm，0.25μm)，程序升溫程序?yàn)?60℃(1min)→ 240℃(10min)，進(jìn)樣口溫度280℃，3min溶劑延遲，電離方式為EI，掃描方式為二級(jí)質(zhì)譜掃描MS/MS，選擇母離子m/z113，Ar作為碰撞氣，碰撞電壓為15V，定量離子m/z113＞85，定性離子m/z113＞85和m/z113＞59。進(jìn)樣量1μL。

1.3 富馬酸二甲酯含量計(jì)算

式中：Cx為富馬酸二甲酯含量/(mg/kg)；Cs為標(biāo)液中富馬酸二甲酯的質(zhì)量濃度/(mg/L)；As為標(biāo)準(zhǔn)工作溶液富馬酸二甲酯的峰面積；Ax為樣品中富馬酸二甲酯的峰面積；V為最終的定容體積/mL；m為稱取的樣品質(zhì)量/g。

2 結(jié)果與分析

2.1 電離電壓的確定

富馬酸二甲酯在EI電離條件下，選定豐度值最大的m/z113碎片離子作為母離子，并對(duì)CID電壓進(jìn)行優(yōu)化。本實(shí)驗(yàn)分別設(shè)定CID電壓為10、12、15、20V，結(jié)果見(jiàn)圖1。當(dāng)電壓在CID電壓20V時(shí)基峰為m/z59的碎片離子，母離子幾乎完全解離，而CID電壓為10、12、15V時(shí)，子離子m/z85的碎片離子強(qiáng)度最大，而母離子的相對(duì)豐度分別為85%、35%和23%左右，另一子離子m/z59的碎片離子在15V時(shí)相對(duì)豐度45%，因此最終選定CID電壓15V，m/z113＞85作為富馬酸二甲酯定量離子，m/z113＞85和m/z113＞59為定性離子。

圖1 不同CID電壓下母離子的解離圖Fig.1 Effect of CID voltage on the dissociation of parent ions

2.2 提取液的確定

為了選擇合適的固相萃取小柱作進(jìn)一步的凈化處理，確定提取物組分是非常必要的。富馬酸二甲酯作為防霉劑主要用于富含脂肪的焙烤食品如蛋糕、餅干和面包等樣品。所以本研究主要選取蛋糕、餅干和面包作為研究對(duì)象。通過(guò)丙酮、乙腈、乙酸乙酯三種溶劑對(duì)樣品進(jìn)行提取后的質(zhì)譜分析，確定其主要組分。結(jié)果表明，3種溶劑提取的成分組成基本相同，主要含有脂肪酸、脂肪酸甘油酯、食品添加劑(如防腐劑山梨醇)和香精等成分。其中，脂肪酸、脂肪酸甘油酯占有較大比重。因此去除脂肪酸、脂肪酸甘油酯為凈化的研究重點(diǎn)。圖2為不同溶劑提取蛋糕樣品的質(zhì)譜總離子流圖，可以看出，乙腈提取出的脂肪大大低于其他溶劑，由此選定乙睛為DMF的提取溶劑。

圖2 不同提取液的總離子流圖Fig.2 Total ion current chromatograms of food sample extracted with different solvents

2.3 固相萃取柱的確定

圖3是乙腈洗脫體系下的凈化效果質(zhì)譜圖。比較5種SPE固相萃取小柱的凈化圖，PSA、PSA/SAX和Florisil沒(méi)有起到凈化的目的，ALB也可去除大部分的脂肪酸和脂肪酸甘油酯，但最終比較，C18固相萃取小柱的凈化效果最好。

圖3 不同固相萃取柱凈化效果Fig.3 Comparison of purification effect among different solid-phaseextraction columns

通過(guò)上述3種溶劑、5種SPE固相萃取小柱的凈化對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，乙睛作為提取溶劑，可減少脂肪等雜質(zhì)的溶出；C18固相萃取小柱作為過(guò)濾柱，對(duì)脂肪酸和脂肪酸甘油酯等雜質(zhì)保留強(qiáng)，凈化效果最好。因此本研究選用乙腈作為提取液，C18固相萃取小柱凈化。

表1 富馬酸二甲酯加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)Table 1 Spike recovery test of dimethyl fumarate

2.4 方法的線性范圍、檢測(cè)限、回收率和精密度

2.4.1 方法的線性范圍

用乙腈配制富馬酸二甲酯質(zhì)量濃度范圍0.05～10.00mg/L標(biāo)準(zhǔn)工作液，分別在四級(jí)桿串級(jí)氣質(zhì)聯(lián)用儀上進(jìn)行測(cè)定，以峰面積y對(duì)相應(yīng)的質(zhì)量濃度x(mg/L)進(jìn)行線性回歸，得到線性方程y=4.6×104x+8.4×104，其相關(guān)系數(shù)R2=0.9998，呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系。

2.4.2 方法的檢出限

根據(jù)NATA(澳大利亞National Association of Testing Authorities)給出的化學(xué)測(cè)試方法驗(yàn)證準(zhǔn)則：選定0.05、0.50、1.00mg/kg 3個(gè)水平進(jìn)行添加回收實(shí)驗(yàn)，每個(gè)水平做6個(gè)平行樣，以回收率的標(biāo)準(zhǔn)偏差為縱坐標(biāo)、相應(yīng)的添加水平為橫坐標(biāo)作圖，求出其方向延長(zhǎng)線在y軸的截距為S0，則方法檢出限(LOD)=3S0，方法定量限(LOQ)=3LOD(置信度95%)。本實(shí)驗(yàn)方法的檢出限為0.015 mg/L，定量限為0.045mg/L。

2.4.3 回收率和精密度

選取蛋糕、餅干、面包3種樣品，在0.05、0.50、1.00mg/kg 3個(gè)水平進(jìn)行添加回收實(shí)驗(yàn)(表1)。方法的回收率在87%～108%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在2.77%～8.70%之間。

3 結(jié) 論

本研究通過(guò)選擇脂溶性低的乙腈為提取溶劑，C18固相萃取小柱進(jìn)行凈化處理，較好地去除了富含脂肪類基體中主要干擾成分。優(yōu)化了三重四級(jí)桿碰撞電壓，建立了專一性強(qiáng)、靈敏度高的食品中富馬酸二甲酯三重四級(jí)桿(GC-MS-MS)檢測(cè)方法。方法定量檢出限0.045mg/L，在0.05～10.0mg/L范圍內(nèi)峰面積與對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9998，回收率為87%～108%。

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Gas Chromatography Couple to Tandem Mass Spectrometric Determination of Dimethyl Fumarate in Foods

ZHANG Qing-zhi，SUN Zhong-song*，WANG Jing-tang，CAI Fa
(Technical Center of Shandong Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Qingdao 266002, China)

To solve the problems of complexity of sample matrix and interference, gas chromatography couple with tandem mass spectrometry (GC-MS/MS) was utilized to set up a method for the determination of dimethyl fumarate in foods. Sample pretreatment prior to the injection into the instrument was achieved through extraction with acetonitrile extraction and subsequent cleanup on C18 column. The collision induced dissociation (CID) voltage selected was 15 V. The method showed good linearity over the range of 0.05 to 10.00 mg/L (R2= 0.9998), with a limit of detection (LOQ) of 0.045 mg/L. The external standard method was used for quantification. The spike recoveries of dimethyl fumarate at spike levels of 0.05, 0.50 and 1.00 mg/kg was between 87% and 108%, with a relative standard deviation ranging from 2.77% to 8.70%. Compared with GC and GC-MS methods, the proposed GC-MS/MS method has the benefits of less time consumption and interference and higher sensitivity, and is more suitable for the analysis of foods samples in batches.

GC-MS/MS；dimethyl fumarate；solid-phase extraction

TS207.3

A

1002-6630(2010)20-0314-04

2009-11-11

張清智(1980—)，男，碩士研究生，主要從事痕量物質(zhì)殘留檢測(cè)研究。E-mail：zhangqingzhi2000@163.com

*通信作者：孫忠松(1963—)，男，高級(jí)工程師，學(xué)士，主要從事痕量物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)和色譜分析研究。E-mail：sun_zs2000@yahoo.com.cn