乙基麦芽酚(EMA),化学名称为2-乙基-3-羟基-4H-吡喃酮,是一种高效合成增香剂,香味浓、挥发性强[1],对食品香味的增强和改善效果显著,因而被广泛应用于烟草、食品、饮料、化妆品等行业[2]。但《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760—2014)[3]食品添加剂使用卫生标准中明确规定植物油脂中不得添加食品用香料、香精[4-5]。由于乙基麦芽酚价格低廉、性能优越,添加微量就能起到很好地增香效果,一些不法生产经营者为了牟取暴利,在食用植物油中掺入乙基麦芽酚,以次充好,欺骗消费者。有研究表明,过量食用乙基麦芽酚会对人的肝脏产生一定影响,严重的会导致头痛、恶心、呕吐,甚至造成肝、肾损伤,对人们身心健康危害较大[6]。食用植物油已经成为人们生活中的必需品,食用植物油的质量关乎人民群众的身体健康,所以对食用植物油质量检验与监测刻不容缓。目前,食用植物油中乙基麦芽酚的检测方法主要有气相色谱法[7]、液相色谱法[8]、气相色谱-串联质谱法[9]、液相色谱-串联质谱法[10]、电化学法[11]、拉曼光谱法[12]、分光光度[13]、荧光法[14]等。
不同检测方法均有各自的优缺点[15]。气相色谱法、气相色谱法-串联质谱法适用于易挥发有机物的检测,但前处理复杂、耗时长;液相色谱法前处理简单、检测速度快,但定量测定时容易出现假阳性结果;电化学方法操作简单、响应迅速、灵敏度高,但容易受样品基质干扰,对电极修饰材料要求较高;拉曼光谱法检测快速、样品前处理相对简单,能实现现场无损、痕量检测,但容易受检测环境、基底等因素影响,其信号强度会有差异。与其他检测方法相比,超高效液相色谱-串联质谱法检出限低,样品基质干扰小,用于食品乙基麦芽酚定量测定准确度高,可以减少假阳性的现象,适合多种样品同时大批量的检测。本文通过超高效液相色谱-串联质谱法测定食用植物油中乙基麦芽酚的含量,可为食用植物油的质量监管提供依据,有效打击乙基麦芽酚非法添加行为。
乙基麦芽酚标准品(CAS 号:4940-11-8,批号:6492004,纯度:99.9%):北京坛墨质检科技有限公司;甲醇(色谱纯):天津市巴斯夫化工有限公司;甲酸(色谱纯):上海安普实验科技股份有限公司;食用植物油(食用植物油专项抽检);水为超纯水。
1290-6460 型超高效液相色谱-串联质谱仪(配电喷雾电离源):美国安捷伦科技有限公司;XSE204 电子分析天平:梅特勒-托利多公司;高速离心机:日本HITACHI 公司;VORTEX-6 涡旋混合器:其林贝尔仪器制造有限公司;Milli-Q 超纯水机:美国Millipore 公司;0.22 μm 有机滤膜:上海安谱实验科科技股份有限公司。
1.3.1 乙基麦芽酚标准溶液的配制
标准溶液储备液配制:精密称取乙基麦芽酚标准品101.23 mg,置100 mL 容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,制成每1 mL 含乙基麦芽酚1.011 3 mg 的溶液,作为标准溶液储备液。
标准溶液中间液的配制:精密吸取标准溶液储备液1 mL,置10 mL 容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,再精密吸取1 mL,置100 mL 容量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,制成每1 mL 含乙基麦芽酚1 011.3 ng 的溶液,作为标准溶液中间液。
标准工作液配制:分别吸取标准溶液中间液0.1、0.25、0.5、0.75、1.0 mL 于空白基质中,用甲醇定容至10 mL,配成浓度分别为10.11、25.28、50.55、75.83、101.13 ng/mL 的标准工作液。
1.3.2 样品前处理
准确称取10 g 试样(精确至0.01 g)置于50 mL离心管中,用移液器准确加入10 mL 甲醇,涡旋振摇2 min,离心10 min(4 ℃条件下9 000 r/min),取上清液,下层油液再用10 mL 甲醇重复提取一次,合并上清液,用甲醇定容至20 mL 容量瓶中,经微孔滤膜(0.22 µm,有机相)过滤,供液相色谱-串联质谱分析。
1.3.3 阴性标准溶液的制备
以相应的空白溶液作为阴性标准品溶液。
1.3.4 色谱条件-质谱条件
色谱条件:ZORBAX SB-C18 色谱柱(2.0×100 mm,1.8 μm);流速 0.2 mL/min;柱温40 ℃;进样量为2 μL;流动相:A 为0.1%甲酸水溶液,B 为乙腈;梯度洗脱,梯度洗脱程序见表1。
表1 梯度洗脱程序
Table 1 Gradient elution procedure
流动相比例/%时间/min 流动相A 流动相B 0 95 5 0.5 95 5 2.0 10 90 2.5 10 90 2.8 95 5 3.5 95 5
质谱条件:电喷雾离子源,正离子扫描;多反应监测;毛细管电压:4 500 V;雾化器压力:40 psi;干燥气流速:10 L/min;干燥气温度:300 ℃;鞘气流速:10 L/min;鞘气温度:300 ℃。其他质谱条件见表2。
表2 质谱条件
Table 2 Mass spectrum condition
化合物 母离子(m/z)子离子(m/z)去簇电压/m碰撞能量/eV 126.0(定量) 80 22 140.9乙基麦芽酚71.1(定性) 80 34
对83 批食用植物油样品各检测6 个平行,应用安捷伦液相色谱-三重四极杆串联质谱联用仪MassHunter 工作站软件对实验中数据进行分析处理,并使用Excel 2010 作图。
取标准品溶液、样品溶液及阴性标准品溶液各2 μL,分别注入液相色谱-串联质谱仪,依法测定。得到的色谱图表明,阳性样品溶液中乙基麦芽酚与标准品工作液在同一保留时间(1.881 min)出峰,阴性标准品溶液在相应保留时间未出现对应峰,表明乙基麦芽酚的测定不受其他成分干扰。MRM 图见图1。
图1 乙基麦芽酚标准品(a)、阳性样品(b)与阴性标准品(c)的MRM 图
Fig. 1 MRM diagram of ethyl maltol (a)、positive sample (b) and negative standard (C)
精密吸取2.2.1 项下不同浓度(10.11、25.28、50.55、75.83、101.13 ng/mL)的标准工作液各2 μL,分别注入液相色谱-串联质谱仪,依法测定峰面积,以峰面积(S)对进样浓度(C,ng/mL)进行线性回归,回归方程为 S=721.04C-1 146(R2=0.999 8),线性关系良好,以信噪比S/N≥3确定检出限,以信噪比S/N≥10 确定定量限,乙基麦芽酚检出限为1.1 ug/kg,定量限为3.5 ug/kg。线性关系结果见图2。
图2 乙基麦芽酚线性关系实验结果
Fig. 2 Results of linear relationship test of ethyl maltol
精密吸取2.2.1 项下的浓度为25.28 ng/mL 的标准工作液2 μL 注入液相色谱-串联质谱仪,连续测定6 次,测得的峰面积及RSD 见表3。结果表明,本方法精密度良好。
表3 精密度实验结果
Table 3 Precision test results
测定次数 1 2 3 4 5 6 RSD/%峰面积 17 612 17 588 17 701 17 578 17 498 17 672 0.41
精密吸取2.2.2 项下的样品前处理溶液2 μL注入液相色谱-串联质谱仪,间隔一定时间进行测定,共测定12 h,测得的峰面积见表4。结果表明,样品溶液在12 h 内基本稳定。
表4 稳定性实验结果
Table 4 Stability test results
时间/h 0 1 2 4 8 12 RSD/%峰面积 12 164 12 176 12 658 12 796 12 573 12 704 0.63
对同一批阳性样品,按照2.2.2 样品前处理方法分别制备6 份样品溶液,分别测定峰面积并计算含量,结果见表5。RSD 为0.24%,表明本方法重现性良好。
表5 重现性实验结果
Table 5 Results of reproducibility tests
测定次数 1 2 3 4 5 6 RSD/%含量/(ug/kg) 36.45 36.23 36.31 36.33 36.21 36.29 0.24
准确称取10 g 试样(精确至0.01 g)6 份,分别置于20 mL 容量瓶中,分别精密加入2.2.1项下1 011.3 ng/mL 乙基麦芽酚标准溶液中间液0.4 mL,用甲醇稀释至刻度,摇匀,经微孔滤膜(0.22 µm,有机相)过滤,供液相色谱-串联质谱分析。
精密吸取以上溶液各2 μL,分别注入液相色谱-串联质谱仪,计算乙基麦芽酚测得量,平均回收率为99.9%,RSD 为0.71%,结果见表6。
表6 乙基麦芽酚回收率测定结果
Table 6 Recovery results of ethyl maltol
样品取样量/g样品中量/ng加入量/ng测得量/ng回收率/%平均回收率/% RSD/%10.01 364.86404.5 770.12 100.2 10.03 365.57404.5 771.43 100.1 10.02 365.21404.5 769.82 99.5 10.05 366.30404.5 773.25 99.9 10.06 365.67404.5 768.84 98.7 10.04 365.94404.5 775.67 100.1 99.9 0.71
取食用植物油样品,按照2.2.2 项下制备样品溶液,按2.1 项下色谱条件进行测定,根据公式X=C×V×1 000/m 样×1 000(X 为样品中乙基麦芽酚的含量(ug/kg)、C 为试样溶液中乙基麦芽酚的浓度(ng/mL)、V 为样品溶液定容体积(mL)、m 样为样品质量(g)),计算出样品中乙基麦芽酚含量,结果见表7。
表7 样品含量测定结果
Table 7 Result of determination of sample content
品种 样品批次不合格批次 乙基麦芽酚含量/(ug/kg)芝麻油 25 0大豆油 28 0花生油 12 1 36.4玉米油 6 0调和油 6 0其他食用植物油6 0
本研究采用超高效液相色谱-串联质谱法测定食用植物油中添加的乙基麦芽酚,通过对线性关系、精密度、稳定性、重现性、回收率等方法学指标的研究,表明此方法精密度高,线性关系、稳定性、重现性、回收率好。对所收集的83 批食用植物油样品进行检测,一批花生油中检测出乙基麦芽酚,含量为36.4 ug/kg。此结果表明,乙基麦芽酚的非法添加已经不仅仅局限于芝麻油中,一些不法商家为了牟取暴利,在其他食用植物油中掺入乙基麦芽酚,欺骗消费者,损害消费者身心健康。
市场上,食用植物油存在以次充好的现象。本研究不仅能提高消费者的警惕性,也可用于食用植物油质量控制,为食用植物油的质量监管提供一定的参考依据,改善食用植物油的市场环境。
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备注:本文的彩色图表可从本刊官网(http//lyspkj.ijournal.cn)、中国知网、万方、维普、超星等数据库下载获取。
Determination of Ethyl Maltol Added in Edible Vegetable Oils by Ultra Performance Liquid Chromatography-tandem Mass Spectrometry