親水作用色譜串聯(lián)質(zhì)譜同時(shí)檢測食品接觸產(chǎn)品中三聚氰胺和三聚氰酸單體遷移量

呂水源，井 偉,，李小晶,*，江曉芬，劉正才，唐 熙，陳旻實(shí)，陳錦權(quán)

(1.福建出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，福建 福州 350001；2.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002)

親水作用色譜串聯(lián)質(zhì)譜同時(shí)檢測食品接觸產(chǎn)品中三聚氰胺和三聚氰酸單體遷移量

呂水源1，井 偉1,2，李小晶1,*，江曉芬1，劉正才1，唐 熙1，陳旻實(shí)1，陳錦權(quán)2

(1.福建出入境檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)檢疫技術(shù)中心，福建 福州 350001；2.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002)

建立一種親水作用色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)同時(shí)檢測食品接觸產(chǎn)品中三聚氰胺與三聚氰酸單體遷移量的方法。樣品采用水、體積分?jǐn)?shù)4%乙酸溶液、體積分?jǐn)?shù)10%乙醇溶液、異辛烷和橄欖油模擬物進(jìn)行浸泡。在優(yōu)化色譜及質(zhì)譜條件下三聚氰胺和三聚氰酸能很好分離，且分別在1～100ng/mL和2～200ng/mL范圍內(nèi)，峰面積和質(zhì)量濃度線性關(guān)系良好。在50ng/mL添加回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三聚氰胺和三聚氰酸的平均回收率分別為86.2%～134.0%和78.9%～156.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為6.44%～17.93%和5.95%～11.78%。該法簡便、快速、準(zhǔn)確，可同時(shí)測定食品接觸產(chǎn)品中三聚氰胺與三聚氰酸單體遷移量。

親水作用色譜串聯(lián)質(zhì)譜；食品接觸產(chǎn)品；三聚氰胺；三聚氰酸；遷移

三聚氰胺(melamine，MEL，CAS 108-78-1，C3H6N6)是一種制備塑料，阻燃劑和其他材料的常用化工原料，也是殺蟲劑環(huán)丙氨嗪在動(dòng)植物體內(nèi)代謝產(chǎn)物[1-2]。三聚氰酸(cyanuric acid，CYA，CAS 108-80-5，C3H3N3O3)也是一個(gè)重要的工業(yè)產(chǎn)品原料，廣泛地應(yīng)用于去污粉、家用漂白劑、工業(yè)清潔生產(chǎn)，自動(dòng)洗碗機(jī)清潔粉[3]及游泳池氯穩(wěn)定劑，防止蒸發(fā)和陽光破壞[4]。有研究表明當(dāng)人體同時(shí)攝入三聚氰胺與三聚氰酸時(shí)，由于分子間的絡(luò)合作用，易形成難代謝與分解的大分子化合物[5]，其對人體的危害大大于單獨(dú)攝入某種單體。食品接觸產(chǎn)品蜜胺餐具的主要成分為三聚氰胺-甲醛樹脂，三聚氰胺易水解為三聚氰酸[6-7]，如果生產(chǎn)工藝控制不好，產(chǎn)品中易殘留多種單體，接觸食品后這些殘留單體易遷移到食品中危害健康。

三聚氰胺及三聚氰酸研究在食品領(lǐng)域已有報(bào)道[8]，但是對于食品接觸產(chǎn)品特別是蜜胺餐具中三聚氰胺及其衍生物殘留量和遷移量的檢測方法報(bào)道甚少。Lund等[9]報(bào)道了液相色譜-紫外檢測器(liquid-chromatographyultraviolet，LC-UV)測定3%乙酸浸泡液中三聚氰胺方法；Wang Xiaoyu等[10]報(bào)道了毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用(capillary elecrot phoresis-mass spectrometry，CE-MS)測定體積分?jǐn)?shù)3%乙酸浸泡液中三聚氰胺及三聚氰酸的方法。本實(shí)驗(yàn)建立了以親水作用色譜串聯(lián)質(zhì)譜(hydrophilic interaction chromatography-mass spectrometry/mass spectrometry，HILIC-MS/MS)檢測食品接觸產(chǎn)品在水、體積分?jǐn)?shù)4%乙酸溶液、體積分?jǐn)?shù)10%乙醇溶液、異辛烷和橄欖油模擬物中三聚氰胺和三聚氰酸遷移量的方法。結(jié)果表明，該法簡便、快速、準(zhǔn)確可靠。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

三聚氰胺(99.0%)和三聚氰酸(98.0%)標(biāo)準(zhǔn)品 德國Dr.Ehrenstorfer公司；橄欖油(化學(xué)純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；乙腈(色譜純) 德國默克公司；乙酸、乙醇、異辛烷均為國產(chǎn)分析純，水為超純水。

三聚氰胺和三聚氰酸混合溶液的制備：分別用水溶解三聚氰胺和三聚氰酸，定容在容量瓶中，質(zhì)量濃度均為1000mg/L。以體積分?jǐn)?shù)90%乙腈溶液為溶劑配制不同濃度的三聚氰胺和三聚氰酸混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

4000Q Trap液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(配有電噴霧離子源) 美國Applied Biosystems公司；AB204-L分析天平德國賽多利斯儀器公司。

1.2 樣品前處理[11-12]

待測樣品用清潔劑洗凈，自來水沖洗，晾干，加入一定體積的模擬物浸泡，密閉后置于恒溫箱。

對于水基食品模擬物：用水、4%乙酸溶液、10%乙醇溶液，浸泡后，直接吸取所得浸泡液，進(jìn)過0.45μm微孔濾膜后待測。

對于油基食品模擬物Ⅰ：取橄欖油模擬提取物5.0g于25mL具塞試管中，加入5mL異辛烷，充分混合，再加入5mL體積分?jǐn)?shù)10%異丙醇溶液，70℃水浴振蕩30min，離心3min，分層，取下層水層，過0.2μm微孔濾膜后待測。

對于油基食品模擬物Ⅱ：取異辛烷模擬提取物5.0mL于25mL具塞試管中，充分混合，再加入5mL 10%異丙醇溶液，70℃水浴超聲30min，離心3min，分層，取下層水層，過0.2μm微孔濾膜后待測。

1.3 LC-MS/MS條件

1.3.1 色譜條件

色譜柱：ZIC-HILIC親水相互作用色譜柱(150mm×2.1mm，5μm)，流動(dòng)相：10mmol/L乙酸銨溶液及乙腈，梯度洗脫條件見表1。流速：0.40mL/min；柱溫：35℃，進(jìn)樣量：1 0μL。

表1 三聚氰胺和三聚氰酸測定的梯度洗脫條件Table 1 Elution conditions for the separation of MEL and CYA

1.3.2 質(zhì)譜條件

離子源：電噴霧離子源；掃描方式：MEL采用正離子模式，CYA采用負(fù)離子模式；多反應(yīng)監(jiān)測，電噴霧電壓：5000V；氣簾氣(氮?dú)?壓力：0.172MPa；離子源溫度：500℃；霧化氣壓力：0.379MPa；輔助氣壓力：0.379MPa；其他質(zhì)譜參數(shù)見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 液相色譜條件的選擇與優(yōu)化

由于三聚氰胺和三聚氰酸都含有氨基，具有較強(qiáng)的極性和親水性，因此在傳統(tǒng)的C8和C18反相柱上不易保留，且易受樣品中其他雜峰干擾。對于極性化合物，親水作用色譜是一種理想的分離方法[13]，在親水色譜系統(tǒng)中，通過改變有機(jī)相和水相的配比實(shí)現(xiàn)保留時(shí)間的調(diào)整。本法以乙酸銨緩沖液作為水相、乙腈作為有機(jī)相在梯度洗脫模式下對待測組分進(jìn)行分離優(yōu)化。

表2 三聚氰胺和三聚氰酸的主要質(zhì)譜參數(shù)Table 2 MS/MS parameters for MEL and CYA

圖1 三聚氰胺(A)和三聚氰酸(B)分離色譜圖Fig.1 HPLC profiles of melamine (A) and cyanuric acid (B)

優(yōu)化色譜條件下在水模擬物中三聚氰胺和三聚氰酸分離色譜圖見圖1，可看出在優(yōu)化條件下，三聚氰胺和三聚氰酸可實(shí)現(xiàn)基線分離。

2.2 質(zhì)譜條件優(yōu)化

用以流動(dòng)注射方式將50mg/L三聚氰胺與三聚氰酸標(biāo)準(zhǔn)溶液注入電噴霧質(zhì)譜，分別在正、負(fù)離子模式下進(jìn)行母離子全掃描，得到三聚氰胺與三聚氰酸的一級質(zhì)譜。三聚氰胺正離子模式的離子峰強(qiáng)度比負(fù)離子峰強(qiáng)度高3個(gè)數(shù)量級，而三聚氰酸負(fù)離子模式離子峰強(qiáng)度比正離子峰強(qiáng)度高。三聚氰酸的強(qiáng)吸電子基團(tuán)使其在負(fù)離子模式下具有更好的靈敏度，因此選擇正離子模式檢測三聚氰胺，負(fù)離子模式檢測三聚氰酸，三聚氰胺的準(zhǔn)分子離子為m/z127.1，三聚氰酸為m/z128.0。

以m/z127.1為母離子作三聚氰胺二級質(zhì)譜，以m/z128.0為母離子作三聚氰酸二級質(zhì)譜，并進(jìn)行質(zhì)譜條件優(yōu)化。分別對電噴霧電壓2000～5500V，去簇電壓30～100V，入口電壓5～20V，碰撞池出口電壓5～20V，碰撞氣能量10～20V范圍的各質(zhì)譜參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到的優(yōu)化質(zhì)譜條件見表2。三聚氰胺與三聚氰酸的二級質(zhì)譜圖見圖2。三聚氰胺主要碎片離子為m/z85.0和m/z68.0，其強(qiáng)度比為2:1，以二級質(zhì)譜碎片離子m/z85.0和m/z68.0及其強(qiáng)度比作定性確證，提取m/z68.0、85.0、127.1三個(gè)離子質(zhì)量色譜峰面積作三聚氰胺定量分析；三聚氰酸主要碎片離子為m/z42.0和m/z85.0，其強(qiáng)度比為3:2，以二級質(zhì)譜碎片離子m/z42.0和m/z85.0及其強(qiáng)度比作定性確證，提取m/z42.0、85.0、128.0三個(gè)離子質(zhì)量色譜峰面積作三聚氰酸定量分析。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)品三聚氰胺ESI+(A)和三聚氰酸ESI-(B)質(zhì)譜圖Fig.2 ESI+ MS mass spectrum of melamine

2.3 方法的線性范圍及檢出限

在本法確定的實(shí)驗(yàn)條件下，分別以浸泡液逐級稀釋成標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度進(jìn)行測定，以定量離子的響應(yīng)峰面積(Y)對相應(yīng)組分的質(zhì)量濃度(X)/(ng/mL)作圖，分別得到三聚氰胺和三聚氰酸檢測限、線性范圍、相關(guān)系數(shù)和線性方程見表3。結(jié)果表明三聚氰胺在1～100ng/mL、三聚氰酸在2～200ng/mL范圍內(nèi)定量離子的響應(yīng)峰面積和樣品質(zhì)量濃度之間有很好的線性關(guān)系。

選擇不含MEL和CYA的密胺碗，按照上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行測定，得到20個(gè)空白樣品的質(zhì)譜圖，按照3倍信噪比計(jì)算對應(yīng)目標(biāo)組分的檢測限，10倍信噪比計(jì)算對應(yīng)目標(biāo)組分的定量限，結(jié)果見表3。

表3 不同模擬物中三聚氰胺和三聚氰酸檢測限及線性方程Table 3 LOD, linear ranges, correlation coefficients and linear equations of melamine and cyanuric acid in different stimulant solutions

2.4 回收率和精密度

選取自制空白密胺碗，在水、4%乙酸溶液、10%乙醇溶液浸泡液中分別添加50ng/mL三聚氰胺和三聚氰酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，平行測定6次考察方法的回收率。該方法中三聚氰胺和三聚氰酸的平均回收率分別為86.2%～134.0%和78.9%～156.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為6.44%～17.93%和5.95%～11.78%，表明所建立的該方法重復(fù)性好。

在水、4%乙酸溶液、10%乙醇溶液、異辛烷和橄欖油浸泡自制密胺碗和密胺盤，浸泡液處理后，按建立的方法檢測，平行測定6次考察方法的精密度，結(jié)果見表4。密胺餐具在5種模擬液測定結(jié)果都具有良好的重復(fù)性，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5.69%范圍之內(nèi)。

表4 不同模擬物中測定實(shí)際樣品中的三聚氰胺和三聚氰酸單體遷移量Table 4 Migration amounts of melamine and cyanuric acid in different stimulant solutions determined by the HILC-MS/MS method

2.6 樣品測定

市售密胺餐具50個(gè)，采用建立的浸泡和檢測方法對密胺餐具中三聚氰胺和三聚氰酸遷移量進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，其中有4個(gè)樣品檢出三聚氰胺，檢出范圍為0.27～2.07μg/mL，三聚氰酸均未檢出。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)建立用親水作用色譜串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)同時(shí)檢測食品接觸產(chǎn)品中三聚氰胺與三聚氰酸單體遷移量的方法，樣品浸泡液無需前處理，使用高效液相色譜分離后串聯(lián)質(zhì)譜儀測定，方法有機(jī)溶劑用量少、操作簡單、靈敏度高，檢測限低，前處理簡單，滿足FDA、歐盟、國標(biāo)等法規(guī)限量的檢測需求，適用于食品接觸產(chǎn)品中三聚氰胺與三聚氰酸的檢測。有關(guān)食品接觸產(chǎn)品中三聚氰胺及三聚氰酸的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)評估將在后續(xù)工作中展開。

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Simultaneous Determination of Melamine and Cyanuric Acid in Food Contact Packaging Materials by Hydrophilic Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry

An HILC-MS/MS method was developed to simultaneously determine melamine and cyanuric acid in food contact packaging materials. Samples were extracted with H2O, 4% acetic acid (V/V), 10% ethanol isooctane (V/V) and olive oil separately,kept in a 70 ℃ incubator for 2 h and then filtered through a 0.2 μm microporous membrane prior to injection into an HILC-MS/MS system. Melamine and cyanuric acid were separated, identified and quantified on HILC column by gradient mobile phase and monitored in a positive/negative electrospray ionization and multiple reaction monitor (MRM) mode. A good linear range was achieved over the concentration range of 1－100 ng/mL and 2－200 ng/mL for melamine and cyanuric acid in different stimulants, respectively. The limits of detection and limits of quantification were in the range of 0.4－0.8 ng/mL. The recovery rates of melamine and cyanuric acid were 134.0%－86.2% and 156.0%－78.9% with RSDs of 6.44%－17.93% and 5.95%－11.78%. This method was simple, rapid, and accurate, and suitable for the determination of melamine and cyacuric acid in food contact packaging materials.

HILC-MS/MS；food contact packaging materials；melamine；cyanuric acid；migration

O658

A

1002-6630(2012)16-0159-04

2011-06-01

福建省科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2009Y0001)；國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2011年度科技計(jì)劃項(xiàng)目；福建出入境檢驗(yàn)檢疫局科技計(jì)劃項(xiàng)目(FK2010-22)

呂水源(1975—)，男，高級工程師，學(xué)士，主要從事消費(fèi)品安全研究。E-mail：lsy75@126.com

*通信作者：李小晶(1976—)，女，高級工程師，博士，主要從事消費(fèi)品安全研究。E-mail：lxjciq@hotmail.com