郭思言,王俊蘇,郗存顯,唐柏彬,鄭小玲,莫 敏,鄭 文,關(guān)天橫,李賢良
(重慶海關(guān)技術(shù)中心,重慶 400020)
氨基脲(Semicarbazlde,SEM)又稱氨基甲酰肼,是一種聯(lián)胺類小分子化合物,通常被認為是抗生素呋喃西林藥物的特征性代謝物[1]。SEM致癌性強,國外對呋喃西林藥物實行禁用后,禽肉中SEM超標(biāo)的樣品數(shù)量卻屢增不減,同時歐盟在植物源性的罐裝食品中也發(fā)現(xiàn)SEM,SEM的來源引起了廣泛關(guān)注[2-3]。SEM在動物源性面制品中的來源之一是呋喃西林藥物代謝物,作為穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物,化學(xué)性質(zhì)較原藥穩(wěn)定,因此往往被作為呋喃西林藥物的檢出依據(jù);另一來源是面粉添加劑偶氮甲酰胺(Azodicarbonamide,ADC)的降解代謝物,ADC在高溫高濕環(huán)境下,會降解生成SEM,對于甲殼類水產(chǎn)面制品類如炸蝦,SEM還可能是內(nèi)源性物質(zhì)[4-6]。于慧娟等[7]研究發(fā)現(xiàn)SEM作為內(nèi)源性物質(zhì)普遍存在于蝦、蟹等甲殼類水產(chǎn)品中,經(jīng)過文獻查閱大部分國內(nèi)對蝦內(nèi)源性SEM含量約在1 μg·kg-1[8]。由于ADC在降解過程中還有另一主要降解產(chǎn)物聯(lián)二脲(Biurea,BIU),且BIU不會由氨基脲轉(zhuǎn)化而來,因此SEM是否由ADC降解產(chǎn)生,可通過測定ADC的降解產(chǎn)物BIU進行辨別。
本文通過制作添加ADC的炸雞和炸蝦,建立了液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法測定動物源性面制品中BIU的方法[9-10]。同時參考標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T 21311—2007中的前處理方式,在步驟中增加蛋白沉淀環(huán)節(jié),建立了測定SEM的方法。探究了面粉及動物源性面制品中ADC、BIU和SEM三者的含量關(guān)系,為食品中SEM的污染來源提供了判斷依據(jù)。
1.1.1 材料與試劑
面粉、雞腿肉、蝦肉,均購自當(dāng)?shù)爻?;BIU(純度≥99.5%,美國Chem Service);ADC(純度≥99%,美國Sigma公司);13C2,15N2-BIU(純度≥99.5%,加拿大Toronto Research Chemicals公司);SEM(純度≥99%)、13C,15N2-SEM(純度≥99%),德國Dr. Ehrenstorfer公司;水為超純水,Millipore超純水儀制備;鄰硝基苯甲醛(純度≥98%,美國Sigma公司);乙酸鋅(上海強順化工試劑有限公司);鹽酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀和亞鐵氰化鉀(分析純,重慶川東化學(xué)試劑廠);高錳酸鉀(重慶川東化工有限公司);乙腈、正己烷、二甲亞砜和乙酸乙酯(色譜純,美國TEDIA公司);甲酸(純度>99%,美國ROE公司);冰醋酸(色譜純,美國FLUKA公司);對甲苯亞磺酸鈉(純度>95%,美國Sigma公司);乙酸銨(純度>99%,美國Sigma公司)。
1.1.2 儀器
API 4000高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀(AB sciex,美國);強力振蕩器(北京安捷來科學(xué)儀器設(shè)備有限公司);Sartorius BS224S型天平(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司);XH-B型旋渦混合器(江蘇康健醫(yī)療用品有限公司);Milli-Q超純水系統(tǒng)(Millipore,美國);3-30K型離心機(Sigma,德國)。
1.2.1 面糊的制備
準(zhǔn)確稱取30 g面粉,分別添加濃度水平為0 mg·kg-1、10 mg·kg-1、20 mg·kg-1和45 mg·kg-1的ADC標(biāo)液,加入40 mL水?dāng)嚢杌靹蛘{(diào)成面糊。
1.2.2 炸雞腿的制備
新鮮雞腿洗凈,用刀在每個雞腿上都劃幾刀,在雞腿上均勻掛一層1.2.1中制作的面糊;炸鍋里的油溫加熱約達150 ℃(約五六成熱),將雞腿輕輕放入油鍋中,并用筷子不停地翻面,直到將雞腿炸成金黃色為止,撈出后瀝油。取雞腿的面粉層、雞肉內(nèi)層、雞肉外層分別制樣。
1.2.3 炸蝦球的制備
取鮮蝦去頭、尾和蝦殼,于粉碎機內(nèi)粉碎,稱取10 g蝦肉揉搓成球狀,為了使蝦肉成型,可以沾上薄薄的一層淀粉,將蝦球放入1.2.1制作的面糊中,裹上一層面糊;炸鍋里的油溫加熱約達150 ℃,將裹上面粉漿的蝦球輕輕放入油鍋中,并用筷子不停翻面,直到將蝦球炸至焦黃色熟透為止,撈出后瀝油。取蝦球的面粉外殼、蝦球內(nèi)層、蝦球外層分別制樣。
1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制
準(zhǔn)確稱取適量BIU和13C2,15N2-BIU標(biāo)準(zhǔn)品,用水溶解并配制成濃度為20 mg·L-1的BIU標(biāo)準(zhǔn)儲備液和濃度為10 mg·L-1的13C2,15N2-BIU內(nèi)標(biāo)工作液。室溫儲存,有效期1個月。根據(jù)需要取適量的標(biāo)準(zhǔn)儲 備液 用 水 稀 釋 成1 μg·L-1、5 μg·L-1、10 μg·L-1、100 μg·L-1、1 000 μg·L-1和20 000 μg·L-1的系列標(biāo)準(zhǔn)工作液,臨用現(xiàn)配。
準(zhǔn)確稱取適量SEM和13C,15N2-SEM標(biāo)準(zhǔn)品,用甲醇溶解并配制成濃度為100 mg·L-1的SEM標(biāo)準(zhǔn)儲備液和13C,15N2-SEM內(nèi)標(biāo)工作液,-18 ℃保存,有效期3個月。根據(jù)需要取適量的標(biāo)準(zhǔn)儲備液用甲醇稀釋成0.5 μg·L-1、1.0 μg·L-1、5.0 μg·L-1、10.0 μg·L-1、50.0 μg·L-1和100.0 μg·L-1的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液,臨用現(xiàn)配。
1.2.5 BIU的測定
(1)樣品前處理。準(zhǔn)確稱取2.0 g(精確至0.001 g)樣品于50 mL離心管中,分別加入濃度為10 mg·L-113C2,15N2-BIU內(nèi)標(biāo)工作液0.2 mL和10 mL水,渦旋混勻,采用5 mL正己烷脫脂后,于振蕩器上振蕩 提 取15 min,8 000 r·min-1離 心5 min,吸 取 上層清液于25 mL比色管中,重復(fù)提取1次,合并提取液,分別加入2 mL 1.00 mol·L-1乙酸鋅溶液與0.25 mol·L-1亞鐵氰化鉀溶液,用水稀釋至刻度,提取液轉(zhuǎn)移至50 mL離心管,加入5 mL正己烷,8 000 r·min-1離心3 min,準(zhǔn)確吸取5 mL下層待測液于另一離心管中,加入200 μL 0.14 mol·L-1高錳酸鉀溶液,振蕩反應(yīng)30 min,加入50 μL二甲基亞砜,振蕩3 min后,加入2.5 mmol·L-1對甲苯亞磺酸鈉溶液5 mL,振蕩衍生反應(yīng)10 min,離心,過0.22 μm有機濾膜后供液相色譜質(zhì)譜分析。
(2)色譜測定條件。色譜柱:Shimpak XRODSⅡ(150 mm×2.0 mm,2.2 μm);流動相A為乙腈,流動相B為2 mmol·L-1乙酸銨溶液(含0.2%甲酸);流速:0.3 mL·min-1;柱溫:40 ℃;進樣量:10 μL;梯度洗脫程序見表1。
表1 液相色譜的梯度洗脫程序
(3)質(zhì)譜條件。離子源:電噴霧離子源(ESI);離子化模式:正離子模式;掃描方式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式;離子源溫度(TEM):650 ℃;毛細管電壓(IS):5 500 V;氣簾氣壓力(CUR):35 psi;霧化氣壓力(GS1):80 psi;輔助氣壓力(GS2):50 psi;監(jiān)測離子對、駐留時間、去簇電壓和碰撞電壓等參數(shù)見表2。
表2 監(jiān)測離子對、駐留時間、去簇電壓和碰撞電壓等參數(shù)表
1.2.6 SEM的測定
(1)樣品前處理。稱取1 g樣品(精確至0.001 g)于50 mL離心管中,分別加入濃度為20 μg·L-1的13C,15N2-SEM內(nèi)標(biāo)溶液100 μL,用10 mL 0.1 mol·L-1鹽酸溶液提取,加入200 μL 0.1 mol·L-1鄰硝基苯甲醛溶液(二甲亞砜配制)衍生,渦旋混勻,置于37 ℃恒溫箱中振蕩反應(yīng)16 h。取出樣品,待冷卻至室溫后加入1.0 mol·L-1磷酸二氫鉀溶液5 mL,用1.0 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至7.0~7.5,依次加入2 mL 106 g·L-1亞鐵氰化鉀溶液和220 g·L-1乙酸鋅溶液沉淀劑,加入15 mL乙酸乙酯提取,離心,收集乙酸乙酯層于旋蒸瓶,重復(fù)提取1次,于40 ℃下水浴旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干,加入1 mL乙腈-水(2∶8,V/V)溶解殘渣,用2 mL乙腈飽和的正己烷脫脂,樣液過0.22 μm濾膜后供液相色譜質(zhì)譜分析。
(2)色譜測定條件。高效液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜儀:四極桿串聯(lián)質(zhì)譜;離子源類型:ESI;色譜 柱:Shimadzu VP-ODS C18(150 mm×2.0 mm,5 μm);流動相A為乙腈,流動相B為水;流速:0.3 mL·min-1;柱溫:40 ℃;進樣量:20 μL;梯度洗脫程序見表3。
表3 液相色譜的梯度洗脫程序
(3)質(zhì)譜條件。離子源:電噴霧離子源(ESI);離子化模式:正離子模式;掃描方式:多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)模式;毛細管電壓:5 500 V;離子源溫度(TEM):550 ℃;氣簾氣(CUR):45 psi;霧化氣(GS1):20 psi;輔助氣(GS2):60 psi;碰撞氣(CAD):10 psi;監(jiān)測離子對、駐留時間、去簇電壓和碰撞氣能量等參數(shù)見表4。
表4 監(jiān)測離子對、駐留時間、去簇電壓和碰撞氣能量等參數(shù)表
以BIU的濃度與內(nèi)標(biāo)13C2,15N2-BIU的濃度比為橫坐標(biāo),衍生產(chǎn)物對甲苯磺酰氨基脲的峰面積與13C15N-對甲苯磺酰氨基脲峰面積比值為縱坐標(biāo),進行線性回歸分析。結(jié)果表明,BIU在1~20 000 μg·L-1具有良好的線性關(guān)系,線性方程為y=1.219 6x+0.030 9,相關(guān)系數(shù)R2為0.999 9。
以SEM濃度與內(nèi)標(biāo)13C,15N2-SEM的濃度比為橫坐標(biāo),氨基脲衍生化產(chǎn)物峰面積與內(nèi)標(biāo)物峰面積比值為縱坐標(biāo)進行線性回歸,SEM在0.50~100.00 μg·L-1線性關(guān)系良好,回歸方程為y=0.029 3+0.145 5x,R2為0.999 4。
選取經(jīng)測定本底不含BIU和SEM的面粉外殼、炸雞肉和炸蝦肉3種樣品,分別添加BIU濃度為1.0 μg·kg-1、2.0 μg·kg-1、10.0 μg·kg-13個水平的標(biāo)液和SEM濃度為0.5 μg·kg-1、1.0 μg·kg-1、5.0 μg·kg-13個水平的標(biāo)液進行添加回收試驗,每個添加水平進行6個平行測定。結(jié)果表明,BIU的平均回收率為81.6%~109.3%,RSD為2.78%~11.67%。SEM的平均回收率為88.8%~99.4%,精密度為4.8%~11.5%,滿足分析需求。具體結(jié)果見表5、表6。
表5 不同面粉制品中BIU的平均回收率和精密度(n=6)
表6 不同面粉制品中SEM的平均回收率和精密度(n=6)
測定經(jīng)處理的炸雞肉與炸蝦肉中BIU與SEM的含量,結(jié)果如表7所示。當(dāng)面粉中不含ADC時,制作的炸蝦球與炸雞肉中面粉和肉中均未檢出BIU,面粉部分和雞肉中均未檢出SEM,但在蝦 肉 中 檢 出 少量 的SEM(含 量 為1.5 μg·kg-1)。當(dāng)面粉中ADC的添加量為10 mg·kg-1、20 mg·kg-1、45 mg·kg-1時,炸雞腿與炸蝦球的面粉部分、肉表層與內(nèi)層均檢出了BIU與SEM,且含量遠高于空白組中的含量,隨著ADC添加量的增大其檢出量也呈增加的趨勢。表明添加ADC的面粉經(jīng)處理后會產(chǎn)生BIU和SEM擴散至肉中。同時經(jīng)線性擬合發(fā)現(xiàn),面粉部分、雞肉內(nèi)外層、蝦肉內(nèi)外層的BIU含量與ADC的含量呈較好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)r為0.972 1~0.998 6。
表7 含ADC面粉處理的炸雞腿和炸蝦肉中BIU和SEM的含量
而在同一ADC添加濃度下,雞肉與蝦肉中BIU與SEM的含量由外到內(nèi)逐漸遞減。在炸蝦肉面粉層中BIU與SEM的含量分別是外層蝦肉的3.5~4.2倍與3.5~9.5倍,蝦肉外層BIU與SEM含量分別是內(nèi)層的1.5~2.2倍與1.1~3.5倍,炸雞肉中面粉層中BIU與SEM的含量分別是外層雞肉的5.6~7.9與4.2~11.1倍,外層雞肉BIU與SEM含量分別是內(nèi)層雞肉的3.1~4.8倍與3.7~13.4倍;說明添加ADC的面粉處理肉制品后,降解生成的BIU與SEM會向雞肉與蝦肉里層擴散,到達越里層的肉中BIU與SEM越少。
MULDER等[11]研究了新鮮的海鮮與禽類、面粉處理后的海鮮與禽類中的BIU與SEM的含量,發(fā)現(xiàn)ADC面粉處理后的肉類中SEM的含量遠高于新鮮的肉類,這與本研究的結(jié)論一致。如果面粉處理的肉制品中測定出不含有BIU,那么SEM可能來源于呋喃西林的代謝殘留;如果檢測出BIU,那么SEM還可能來源于ADC的降解。因此,可將BIU作為區(qū)分動物源性食品中SEM來源的一種指示性化合物。同時,MULDER等[11]研究發(fā)現(xiàn),ADC處理后的肉制品中如果含有1 μg·kg-1的SEM,則至少含有50 μg·kg-1的BIU;而本研究發(fā)現(xiàn)ADC處理后的肉制品中如果含有1 μg·kg-1SEM,則至少含有89 μg·kg-1的BIU,造成這一差異的原因可能是肉制品的加工制作工藝不同。
綜上所述,炸雞肉與炸蝦肉中若其面粉中添加ADC,相應(yīng)樣品中會檢出SEM,使呋喃西林藥物的檢測出現(xiàn)假陽性結(jié)果,而測定ADC的特征性降解產(chǎn)物BIU的含量可以鑒別食品中SEM的來源。同時,可通過降低面粉中ADC的添加量以達到減少SEM的目的,從而確保面制品食品安全。
本文通過制作添加不同水平ADC面粉的炸蝦肉和炸雞肉,利用經(jīng)驗證的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法分別測定其面粉層、肉表層、肉里層的BIU和SEM含量,并探究炸蝦肉和炸雞肉的不同部位中ADC的添加量與BIU和SEM生成量的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)含有ADC的面粉處理后的肉類中SEM的含量一方面來源于呋喃西林藥物代謝,另一方面來源于面粉中偶氮甲酰胺的降解產(chǎn)物,部分蝦肉中還有可能是內(nèi)源性物質(zhì),因為ADC降解產(chǎn)物中包含BIU,而BIU不會由SEM轉(zhuǎn)化而來,所以可將BIU作為動物源性面制品中SEM來源于ADC的一種指示性化合物。