別 梅 宿書芳 武傳香 劉艷明
(山東省食品藥品檢驗研究院, 濟南 250000)
間苯二酚(Resorcinol)是一種重要的化工原料,也是實驗室中一種常用試劑[1],已被證實為內(nèi)分泌干擾物,長期接觸可導致皮炎、黏膜炎、驚厥和發(fā)紺等[2]問題。因此,在醫(yī)藥和化妝品產(chǎn)品中有著嚴格的使用限量[3]。在食品領域,GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》將其列為允許使用的食品用合成香料,在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用。但依據(jù)原食藥總局關于進一步加強小麥粉質量安全監(jiān)管的公告(2017年第132號),小麥粉中禁止添加過氧化苯甲酰、次磷酸鈉、硫脲、間苯二酚等非食品原料。因此,加強小麥粉中間苯二酚的使用監(jiān)管尤為重要。目前,小麥粉及其制品中間苯二酚的檢測鮮見方法標準和文獻報道,不僅導致小麥粉及其制品生產(chǎn)企業(yè)在原料進貨查驗、出廠檢驗等環(huán)節(jié)缺少高效、可靠的檢驗方法,還影響食品藥品監(jiān)管部門對小麥粉及其制品生產(chǎn)企業(yè)的日常監(jiān)督檢查與風險監(jiān)測。綜上,研究建立小麥粉及其制品中間苯二酚的檢測方法意義重大。
已報道的測定間苯二酚的方法有分光光度法[5]、電化學法[6]、同步熒光法[7]、氣相色譜法[8]、氣相色譜質譜法[9]、離子色譜法[10]和液相色譜法[11-15]等,其中液相色譜法最為普遍和可靠,檢測器多為紫外或熒光檢測器,在小麥粉中的檢測報道不多,而小麥粉制品中的使用鮮見報道,本研究將GB 2760—2014中小麥粉及小麥粉制品分類下的各個子類作為研究對象,建立一種通用的測定間苯二酚含量的高效液相色譜方法,采用二極管陣列檢測器和熒光檢測器串聯(lián)檢測,有效避免了單一檢測器定性手段單一的問題,較為有效地減少假陽性的存在,增強定性定量可靠性,方法操作簡單、靈敏度高、選擇性好、檢出限低,適用于小麥粉及其制品中痕量間苯二酚的定性、定量檢測,能滿足監(jiān)管需要。
間苯二酚標準品、甲醇:色譜純、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅:優(yōu)級純、有機相微孔濾膜:0.22 μm。實驗室用水符合GB/T 6682—2016規(guī)定的一級水要求。
小麥粉、饅頭、油條、面條、炸雞粉:市售。
高效液相色譜儀配二極管陣列檢測器和熒光檢測器,超聲清洗儀,離心機。
準確稱取10 mg間苯二酚標準品于10 mL 容量瓶中,甲醇定容至刻度,得到濃度為1 mg/mL的標準儲備液,工作溶液用甲醇逐級稀釋。
稱取5 g樣品于25 mL比色管中,加入15 mL甲醇渦旋混勻,超聲15 min, 加入1 mL亞鐵氰化鉀(0.25 mol/L)和1 mL乙酸鋅(1 mol/L),用甲醇定容至刻度,搖勻。于7 000 r/min離心3 min,取上清液過0.22 μm有機相濾膜,待上機。
色譜柱:C18-Amide (3.5 μm,150 mm×4.6 mm);流動相:A為水,B為甲醇,梯度洗脫,洗脫程序見表1;柱溫:40 ℃;進樣體積:10 μL;二極管陣列檢測器(PDA)串聯(lián)熒光檢測器,PDA檢測器檢測波長273 nm,熒光檢測器激發(fā)波長273 nm,發(fā)射波長304 nm。
表1 梯度洗脫程序
2.1.1 色譜柱及流動相的選擇
文獻報道中,間苯二酚的分離測定多使用C18柱。實驗發(fā)現(xiàn),間苯二酚在常規(guī)C18柱上出現(xiàn)峰拖尾現(xiàn)象,導致分離度降低、靈敏度減弱,精密度變差,從而影響定量結果的準確性。通過比較發(fā)現(xiàn),C18-Amide柱能有效解決間苯二酚的拖尾問題。比較了C18柱和C18-Amide柱的峰形(圖1),在測試液濃度為10 μg/mL時,C18柱色譜峰拖尾因子為1.768,而C18-Amide的拖尾因子為1.082,拖尾因子明顯降低,峰形對稱良好。這是因為C18-Amide柱是一種復合作用模式的色譜柱,在C18疏水作用的基礎上,鍵合的酰胺基可以增加極性化合物的保留并提供替代選擇性,從而改善了含酚羥基等極性基團的化合物的保留。實驗最終選擇C18-Amide為間苯二酚的分離色譜柱。實驗還考察了不同流動相條件對間苯二酚的保留行為的影響。分別以甲醇/水、乙腈/水、甲醇/醋酸銨(20 mmol/L)、乙腈/醋酸銨(20 mmol/L)為流動相,考察間苯二酚的保留及分離情況。結果表明,幾種流動相條件下峰形和保留均無明顯差別。從經(jīng)濟角度及操作實用性等方面考慮,選擇甲醇/水作為流動相。
圖1 不同色譜柱的峰形比較
2.1.2 檢測波長的選擇
采用PDA檢測器,提取間苯二酚的光譜圖(圖2),由圖2可以看出,目標物在196.7 nm和273.4 nm處有最大吸收和特征吸收。由于196.7 nm波長較短,干擾較多,故選擇273 nm為PDA檢測器的檢測波長以及熒光檢測器的激發(fā)波長。固定激發(fā)波長,對發(fā)射波長進行掃描,發(fā)現(xiàn)在304.7 nm處熒光響應最強(圖3)。因此確定熒光檢測器激發(fā)波長λex為273 nm, 發(fā)射波長λem為304 nm。
圖2 間苯二酚在190-750 nm波長范圍內(nèi)的光譜圖
圖3 激發(fā)波長273 nm時的發(fā)射波長掃描圖
2.1.3 前處理條件的優(yōu)化
間苯二酚易溶于水、甲醇、乙醚等溶劑。小麥粉及其制品多為高淀粉基質,若直接以水為提取劑,樣品的分散性較差,回收率較低。實驗分別以不同比例的甲醇/水為提取劑,比較不同提取劑的提取回收率,間苯二酚的回收率隨甲醇濃度增高而增高,當甲醇比例到達80%后,回收率趨于穩(wěn)定。由于饅頭、面條等小麥粉制品吸水性較強,從精準定量的角度,選擇純甲醇為最優(yōu)的樣品提取劑。
實驗考察了前處理沉淀劑對目標物回收率及凈化效果的影響。結果發(fā)現(xiàn),加與不加亞鐵氰化鉀和乙酸鋅沉淀劑對回收率及色譜峰均無明顯差異。但是不經(jīng)沉淀處理的樣品溶液,在冷藏或長時間放置后會析出沉淀物,不利于批量樣品的同時測定。而經(jīng)沉淀處理的樣品溶液不因放置時間的長短而出現(xiàn)沉淀物。因此,批量測定時,在不能保證立即進行儀器分析的情況下,加入沉淀劑可保證溶液在冷藏條件下較長的時間保持澄清透明。
2.2.1 方法的線性和檢出限
將間苯二酚標準儲備液用甲醇逐級稀釋至0.01、0.02、0.1、0.2、0.4、1、5、10 μg/mL,并依次注入液相色譜儀,以峰面積和測試液濃度做曲線。檢出限和定量限為色譜圖信噪比(S/N)等于3和10時所對應的樣品中間苯二酚的含量。兩種檢測器的線性范圍、相關系數(shù)、檢出限和定量限見表2。結果顯示兩種檢測器在各自的線性范圍內(nèi)線性良好,且熒光檢測器的靈敏度更高。
表2 兩種檢測器的線性范圍、相關系數(shù)和定量限
2.2.2 方法的準確性與精密度
選取小麥粉及其制品(自發(fā)粉、鮮面條、干面條、饅頭、裹粉和油條),分別加入一定量的間苯二酚標準溶液,加標水平分別為方法定量限、2倍方法定量限和10倍方法定量限,每個水平平行測定6次,考察方法的回收率及精密度并對比兩種檢測器共有的線性范圍內(nèi)的(加標水平為1 mg/kg和2 mg/kg)樣品的PDA定量結果和熒光定量結果。
加標量為0.05、0.1、和0.5 mg/kg的樣品以熒光檢測器的定量結果來計算回收率,加標量為1、2和10 mg/kg的樣品以PDA檢測器的定量結果來計算。小麥粉樣品的回收率在90.3%~103.2%之間,其他樣品的回收率也均在73%~108.6%范圍內(nèi),相對標準偏差均小于8.2%。結果見表3。
在GB 27404—2008檢測方法的確認要求中規(guī)定,加標量在1~10 mg/kg之間,回收率范圍為90%~110%;在0.1~1 mg/kg之間,范圍為80%~110%;加標量<0.1 mg/kg時,回收率范圍在60%~120%之間。本方法的回收率除加標水平為0.05 mg/kg的樣品的回收率在60%~120%之間外,其他加標水平的樣品的回收率均在90%~110%之間。GB 27404中實驗室內(nèi)變異系數(shù)隨待測組分含量的增加而減小,當待測組分的含量為0.1 mg/kg時RSD<15%,10 mg/kg時RSD<7.5%,方法最低加標量0.05 mg/kg的RSD為4.5%~8.2%,其他加標水平的RSD<5.5%。結果表明,方法的回收率和精密度均滿足標準要求。加標水平為1 mg/kg和2 mg/kg的每一個樣品的PDA定量結果和熒光定量結果經(jīng)過比對,其偏差的絕對值均小于5.2%,差異較小。
表3 不同樣品添加回收率與精密度
2.2.3 方法的特異性
為考察方法的特異性,對空白樣品和加標樣品按照相同的前處理和儀器條件進行分析,得到的譜圖(圖4)表明,在間苯二酚保留時間處沒有明顯的干擾峰。實驗還考察了間苯二酚兩種同分異構體鄰苯二酚和對苯二酚對目標物的干擾情況,發(fā)現(xiàn)在本方法建立的流動相條件下,三種同分異構體能有效分離,其分離色譜圖見圖5。綜上,方法的特異性較強,有效避免了復雜基質中假陽性的影響。
圖4 間苯二酚標準物質、空白樣品和空白樣品加標色譜圖
圖5 苯二酚三種同分異構體的分離色譜圖
方法的檢測器采用二極管陣列和熒光檢測器串聯(lián),間苯二酚測試液濃度在兩者共同的線性范圍內(nèi)時兩種檢測器可以同時用于定量,差別不大,在定性時根據(jù)目標峰在兩個檢測器采集的譜圖的同一保留時間處是否同時出現(xiàn)相互佐證;測試液濃度超出熒光檢測器的線性范圍但在PDA檢測器的線性范圍之內(nèi)的可用PDA定量,目標物的紫外吸收光譜圖和熒光檢測器的譜圖輔助定性,或者稀釋至兩種檢測器共同的線性范圍;熒光檢測器靈敏度高,適用于含量<1 mg/kg的樣品的檢測,但濃度低于PDA的檢出限時,定性方式也較單一。
對購買自超市和網(wǎng)絡兩種渠道不同品牌的小麥粉、面條、饅頭等樣品共計50批次,按本方法建立的前處理方法進行處理與上機測定,未發(fā)現(xiàn)間苯二酚陽性樣品。
本方法建立了高效液相色譜-PDA-熒光串聯(lián)法測定小麥粉及其制品本方法中間苯二酚的含量,二極管陣列和熒光檢測器的定量結果均具備良好特異性,且在各自線性范圍內(nèi)r2>0.999,定量限分別為1 mg/kg和0.05 mg/kg,回收率73.0%~108.6%,RSD<8.2%,兩種檢測器的定量結果偏差<5.2%。方法操作簡單、線性良好、準確度高,兩種檢測器串聯(lián)使用,增加了定性定量的準確性。該方法為小麥粉及其制品的監(jiān)管和風險監(jiān)測提供有效的技術支持,也為今后小麥粉及其制品加工過程中間苯二酚含量變化趨勢研究提供參考。