李延華，王偉軍，孟岳成，陳杰

1(浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江杭州，310018)

2(貝因美嬰童食品股份有限公司，浙江杭州，310007)

2-甲基-2-丙烯酸甲酯(methyl 2-methylacrylate，MMA)是生產(chǎn)透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯的單體。國(guó)外，MMA也作為風(fēng)味劑用于食品中，糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives，JECFA)認(rèn)定MMA屬于“脂肪族支鏈飽和及不飽和醇、醛、酸及相關(guān)酯”類風(fēng)味劑［1］。該類化合物分為2個(gè)亞類，MMA(No.1834)被劃分為第Ⅱ亞類，即其關(guān)注攝入量為每人每天 540 μg，低于第Ⅰ亞類的 1 800 μg［2］。

有關(guān)MMA的檢測(cè)方法中，日本關(guān)于透明塑料制品中MMA檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法是氣相色譜法，但該方法必須使用厚液膜柱，而非實(shí)驗(yàn)室常用色譜柱，并且容易引起固定相流失，且難免有假陽(yáng)性的問(wèn)題［3］。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定使用氣相色譜法測(cè)定大氣樣品中的MMA濃度［4］。由于采集的問(wèn)題，分析結(jié)果的精密度也不理想［5］。王云玉等使用頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography-mass spectrometry，GC/MS)方法通過(guò)內(nèi)標(biāo)(乙酸乙酯)定量測(cè)定食品模擬物中的MMA［3］，該方法操作簡(jiǎn)便、快速，具有質(zhì)譜定性準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但是在測(cè)定牛乳樣品時(shí)，由于乳品中酯類較多，內(nèi)標(biāo)干擾嚴(yán)重。此外，該方法的檢測(cè)限為1 mg/L，無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)要求。

固相微萃取(solid-phase microextraction，SPME)技術(shù)集取樣、萃取及富集于一體，具有萃取速度快、操作成本低以及便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。目前，SPMEGC-MS定量檢測(cè)揮發(fā)性物質(zhì)已經(jīng)得到較好的應(yīng)用。本試驗(yàn)的目的是確定乳品中MMA的SPME-GC-MS定量檢測(cè)方法。

1 儀器與試劑

氣相色譜(HP 6890，美國(guó))-質(zhì)譜(HP 5973，美國(guó))分析儀;DB-5色譜柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)，安捷倫科技;SPME上樣手柄及萃取臺(tái)、75 μm carboxen/polydimethylsiloxan(CAR/PDMS)和50/30 μm(2cm)divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxan(DVB/CAR/PDMS)萃取纖維頭(美國(guó) Supelco公司);HJ-3型磁力攪拌器，江蘇國(guó)華公司。

2-甲基-2-丙烯酸甲酯和4-甲基-2-戊酮，美國(guó)Sigma-Aldrich公司;乳制品(全脂乳粉、脫脂乳粉、液態(tài)奶和酸奶，各2個(gè)品牌)購(gòu)自本地超市;其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 模擬乳超濾液的配制

SMUF(simulated milk ultra filtrate)是常用的模擬乳中無(wú)機(jī)鹽環(huán)境的溶液，根據(jù)文獻(xiàn)方法進(jìn)行［6］，用于配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.2 MMA標(biāo)準(zhǔn)母液

將MMA加入SMUF溶液中，配成50 mg/L儲(chǔ)備液，于4℃保存用于添加實(shí)驗(yàn)。此外，外標(biāo)法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，再取適量的母液用SMUF溶液稀釋成一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)液。

2.3 樣品前處理

取一定體積的0.12 mg/mL乳粉樣品(復(fù)原乳)于100 mL預(yù)先放有磁力攪拌子的頂空瓶中。內(nèi)標(biāo)法需另加入4-甲基-2戊酮。于不同溫度平衡30 min，用SPME裝置的針頭刺穿瓶蓋內(nèi)聚四氟乙烯密封墊，推進(jìn)萃取纖維使之暴露于頂空中，固定于手柄第三檔，隨后在該溫度水浴中進(jìn)行固相微萃取30 min。隨即拔出，于GC進(jìn)樣口解析1.5 min后進(jìn)行GC-MS分析。

2.4 定量分析

考察了內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法2種定量方法。通過(guò)試驗(yàn)確定內(nèi)標(biāo)物為4-甲基-2-戊酮，該化合物在乳品中不存在，并且與目標(biāo)化合物(MMA)出峰時(shí)間相近且可完全分離。外標(biāo)法采用MMA標(biāo)準(zhǔn)曲線(外標(biāo)濃度與峰面積)求得。

2.5 色譜質(zhì)譜條件

采用不分流進(jìn)樣模式，進(jìn)樣口溫度250℃，載氣為高純氦氣，流速1.0 mL/min，柱前壓85.0 kPa，柱起始溫度40℃，保持8 min，以4℃/min升至150℃，保持1 min，再以20℃/min升至250℃，保持10 min。用電子轟擊(electron impact，EI)源分析，電子能量為70 eV，離子源溫度200℃，接口溫度250℃。選取全程離子碎片掃描模式時(shí)，質(zhì)量掃描范圍為m/z 35～500。選擇的主要特征離子的質(zhì)荷比為15，43，58，85，100。

3 結(jié)果與討論

3.1 萃取條件的選擇

為了優(yōu)化固相微萃取的萃取條件，向無(wú)MMA復(fù)原乳中加入MMA母液使其終濃度為50 μg/L，使用不同的萃取條件測(cè)定樣品中MMA，結(jié)果(峰面積)如表1所示。

3.1.1 萃取頭類型的差異

固定其他條件不變，當(dāng)復(fù)原乳體積為30 mL，平衡和萃取溫度為50℃時(shí)，考察2種萃取頭的差異。結(jié)果表明DVB/CAR/PDMS較CAR/PDMS有更好的萃取效果，因此以下試驗(yàn)均采用這種萃取頭。

3.1.2 樣品體積的影響

平衡和萃取溫度為50℃時(shí)，調(diào)整復(fù)原乳體積分別為30、40、50和60 mL，考察樣品體積對(duì)萃取的影響。結(jié)果表明隨著樣品體積的增加，MMA峰面積增加，即萃取的效果更好，但是增加的幅度越來(lái)越少。從50 mL到60 mL未明顯增加(P＞0.05)，因此選擇50 mL做后續(xù)試驗(yàn)。

表1 不同萃取條件下的MMA峰面積(n=2)Table 1 Peak areas of MAA under different extraction conditions(n=2)

3.1.3 平衡和萃取溫度

固定其他條件不變，調(diào)整平衡和萃取溫度分別為50、60、70和80℃，考察樣品的平衡和萃取溫度對(duì)萃取效果的影響。結(jié)果表明隨著溫度的增加，MMA峰面積增加，即萃取的效果更好，同時(shí)考慮過(guò)高的溫度可能降低纖維頭的使用壽命，選擇80℃作為最佳的平衡和萃取溫度。

綜合考慮確定了最佳的萃取條件為:萃取頭纖維類型為DVB/CAR/PDMS，100 mL頂空瓶中樣品的體積為50 mL，平衡和萃取溫度為80℃(30 min)。

3.2 內(nèi)標(biāo)法定量評(píng)價(jià)

向無(wú)MMA復(fù)原乳中加入MMA母液配制一系列MMA標(biāo)準(zhǔn)液(各50 mL)，隨后使用優(yōu)化的萃取條件進(jìn)行測(cè)定。以MMA的濃度(x)為橫坐標(biāo)、峰面積(y)為縱坐標(biāo)做圖，在10～200 μg/L內(nèi)線性關(guān)系良好，線性回歸方程為y=62 266x-316 010，r2=0.992 1。

向無(wú)MMA復(fù)原乳中加入MMA母液使其終濃度分別為20、50和100 μg/L，隨后加入預(yù)試驗(yàn)所確定的內(nèi)標(biāo)物4-甲基-2-戊酮，使其終濃度為50 μg/L。進(jìn)行添加回收率實(shí)驗(yàn)，每個(gè)濃度重復(fù)5次測(cè)定，內(nèi)標(biāo)定量。結(jié)果見表2，平均回收率為87.5% ～109.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.1% ～5.3%，可見該方法具有較好的回收率和精密度。檢出限為0.9 μg/L(S/N≥3)。

GC-MS法測(cè)定的典型離子流圖見圖1。由圖1可知，該方法中MMA和內(nèi)標(biāo)都有較好分離度，乳中內(nèi)源性雜質(zhì)不干擾測(cè)定。圖2給出了內(nèi)標(biāo)4-甲基-2-戊酮的棒狀圖。

圖1 添加內(nèi)標(biāo)(4-甲基-2-戊酮)復(fù)原乳乳中MMA氣相色譜圖Fig.1 Gas chromatogram of MMA with internal standard(4-methyl-2-pentanone)

3.3 外標(biāo)定量方法

當(dāng)采用GC-MS分析乳品中MMA時(shí)，基質(zhì)效應(yīng)對(duì)準(zhǔn)確定量有影響，故在制備標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)使用SMUF溶液配成濃度分別為 10、20、50、100、150 和 200 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)液(各50 mL)，隨后使用優(yōu)化的萃取條件進(jìn)行測(cè)定。MMA在10～200 μg/L內(nèi)以峰面積(y)對(duì)濃度(x)做圖，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為 y=84 646x-618 907，r2=0.997 4。該法適合MMA的定量分析。

采用在無(wú)MMA復(fù)原乳中添加MMA母液的方法進(jìn)行添加回收率實(shí)驗(yàn)，每個(gè)濃度重復(fù)5次測(cè)定，結(jié)果見表2。MMA的添加回收率在95.2% ～103.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在3.4% ～4.1%，檢出限為0.9 μg/L(S/N≥3)，能滿足乳品中MMA關(guān)注攝入量分析要求。

圖2 內(nèi)標(biāo)4-甲基-2-戊酮的棒狀圖Fig.2 Abundance of ion from 4-methyl-2-pentanone (internal standard )

表2 定量方法評(píng)價(jià)Table 2 Evaluation of quantitative methods

3.4 樣品測(cè)定

利用內(nèi)標(biāo)和外標(biāo)2種方法測(cè)定了4種乳制品(全脂乳粉、脫脂乳粉、液態(tài)奶和酸奶，各2個(gè)品牌)的乳樣，僅在某一品牌的全脂和脫脂乳粉中檢測(cè)到MMA，以復(fù)原乳0.12 mg/mL計(jì)算，內(nèi)標(biāo)法測(cè)定其濃度分別為(78.4±3.8)μg/L和(156.3±6.7)μg/L(n=3);外標(biāo)法測(cè)定其濃度分別為(86.2±2.7)μg/L和(174.0±5.4)μg/L(n=3)。

4 結(jié)論

通過(guò)研究確定了乳品中MMA的固相微萃取條件，建立了乳品中MMA內(nèi)分析檢測(cè)方法。最佳的萃取條件為:萃取頭纖維類型 DVB/CAR/PDMS，100 mL頂空瓶中樣品的體積為50 mL，平衡和萃取溫度、時(shí)間為80℃、30 min。方法評(píng)價(jià)結(jié)果表明，本方法在10～200 μg/L內(nèi)線性良好，平均回收率的在87.5% ～109.3%之間;相對(duì)誤差在3.1% ～5.3%。

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［3］ 王云玉，李丹，劉瑩峰，等.頂空-GC/MS法測(cè)定食品模擬物中的甲基丙烯酸甲酯［J］.現(xiàn)代測(cè)量與實(shí)驗(yàn)室管理，2011，19(1):8-9.

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