氣相色譜法測定液態(tài)奶中1,2-丙二醇的方法優(yōu)化

◎ 陳德斌，許均圖，陳冬虹，陳嘉儀

（廣州華鑫檢測技術有限公司，廣東 廣州 510663）

1,2-丙二醇是一種有機化合物，常態(tài)下為無色黏稠液體，近乎無味，細聞微甜，可與乙醇、水及多種有機溶液互溶。1,2-丙二醇在食品加工中應用廣泛，有穩(wěn)定、保濕、增稠、增香的作用?！妒称钒踩珖覙藴?食品添加劑使用標準》（GB 2760—2014）中規(guī)定了1,2-丙二醇在生濕面制品中的最大使用量為1.5 g·kg-1，在糕點中的最大使用量為3.0 g·kg-1，而在液態(tài)奶中不允許使用1,2-丙二醇作為食品添加劑。然而，有生產(chǎn)廠家為了增強液態(tài)奶的口感，使其入口更加香滑醇厚，在液態(tài)奶生產(chǎn)過程中超范圍添加丙二醇。有關純牛奶中檢出1,2-丙二醇的新聞一度被推上熱搜，生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)純牛奶的過程中超范圍使用食品添加劑丙二醇的事實被曝光，涉事企業(yè)也因此被立案調查[1]。

1,2-丙二醇可作為穩(wěn)定劑、抗結劑、水分保持劑、增稠劑、消泡劑和乳化劑，在糕點和生濕面制品的生產(chǎn)中使用，是一類低毒的食品添加劑，但如果超范圍添加到日常飲用的液態(tài)奶中，長期攝入會在人體內(nèi)積累，可對神經(jīng)系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)造成一定影響，導致失眠、惡心、腎功能紊亂等中毒反應。因此加大對液態(tài)奶中1,2-丙二醇的檢測力度對食品安全監(jiān)管有積極的意義。目前，《食品安全國家標準 食品中1,2-丙二醇的測定》（GB 5009.251—2016）規(guī)定了食品中1,2-丙二醇的檢測方法，其中針對液態(tài)奶中1,2-丙二醇的檢測用到了第一法氣相色譜法，采用外標法定量[2]。趙婭鴻[3]也研究了不同樣品中丙二醇的檢測方法，而在實際工作中通過不斷優(yōu)化實驗操作和儀器方法以提高檢測效率，同時也發(fā)現(xiàn)使用內(nèi)標法可以更好地消除誤差和干擾[4-6]。本文是在《食品安全國家標準 食品中1,2-丙二醇的測定》（GB 5009.251—2016）第一法的基礎上，對液態(tài)奶中1,2-丙二醇的檢測方法進行優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1,2-丙二醇標準品（10 000 mg·L-1，上海安譜）；正丁醇（HPLC 級，1 L，CNW）；無水乙醇（分析純，廣州化學試劑廠）；有機系針頭式濾膜（0.45 μm，上海安譜）；氣相色譜儀（Agilent 7890B，配FID 氫火焰離子化檢測器）；百分之一電子天平（賽多利斯BSA822-CW）；萬分之一電子天平（梅特勒-托利多ME204E）；渦漩振蕩器（IKA MS2）；超聲波清洗器（WIGGENS UA03MFDN）；高速冷凍離心機（湖南赫西HR/T20MM，配50 mL×8 位轉子）。

1.2 標準溶液配制

1.2.1 標準儲備液的配制

精確吸取1 mL 10 000 mg·L-1的1,2-丙二醇標準品于10 mL棕色容量瓶中，加入無水乙醇至刻度，搖勻，即得1 000 mg·L-1的1,2-丙二醇標準儲備液。

1.2.2 內(nèi)標工作液的配制

精確稱量0.5 g 正丁醇于100 mL 棕色容量瓶中，加入無水乙醇至刻度，搖勻，即得5 000 mg·L-1正丁醇內(nèi)標工作液。

1.2.3 標準系列溶液的配制

精確吸取0 μL、20 μL、50 μL、100 μL、200 μL和500 μL 濃度為1 000 mg·L-1的1,2-丙二醇標準儲備液分別置于6 個10 mL 棕色容量瓶中，再分別各加入20 μL 5 000 mg·L-1正丁醇內(nèi)標工作液，再以無水乙醇分別定容至刻度，即得質量濃度為0 mg·L-1、2.0 mg·L-1、5.0 mg·L-1、10.0 mg·L-1、20.0 mg·L-1和50.0 mg·L-1的1,2-丙二醇標準系列溶液，其中內(nèi)標物正丁醇的質量濃度均為10 mg·L-1。

1.3 樣品前處理

將液體奶放至室溫后搖勻，稱取均勻試樣5 g（精確到0.01 g）于25 mL 容量瓶中，加入50 μL 5 000 mg·L-1正丁醇內(nèi)標工作液，加入無水乙醇定容至刻度，渦旋振蕩1 min，再超聲提取5 min，將提取液混勻之后轉移到50 mL 尖底離心管中，10 000 r·min-1冷凍離心3 min，取上清液過0.45 μm 有機相針頭式濾膜后裝入進樣瓶中，待測。

1.4 氣相色譜條件

色譜柱：HP-INNOWAX 毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：高純氮氣（99.999%）；載氣流速：1.2 mL·min-1；進樣量：1.0 μL；進樣模式：分流進樣，分流比15 ∶1；進樣口溫度：230 ℃；程序升溫：60 ℃保持1 min，以20 ℃·min-1升溫至240 ℃保持5 min；FID 溫度：260 ℃；氫氣流速：35 mL·min-1；空氣流速：350 mL·min-1；尾吹氣流速：30 mL·min-1。

2 結果與分析

2.1 前處理方法的優(yōu)化

本試驗通過減少樣品量和提取溶劑的使用量來優(yōu)化實驗的成本，并兼顧環(huán)境保護。增加了超聲提取的環(huán)節(jié)以提高提取效率和樣液的均勻度。在超聲時間的選擇方面，試驗對比了5 min、10 min、15 min 超聲時間對提取效率的影響，結果表明超聲時間從5 ～15 min對提取效率均無顯著影響。故選擇5 min 超聲時間以提高前處理效率。

2.2 色譜條件的選擇與優(yōu)化

2.2.1 分流比的優(yōu)化

試驗研究了5 ∶1、10 ∶1、15 ∶1、20 ∶1 和25 ∶1 共5 種分流比對分離度和目標峰峰形的影響，發(fā)現(xiàn)分流比太低易導致目標峰峰寬過大，分流比太高時檢測靈敏度顯著降低。在15 ∶1 分流比的條件下，目標峰峰形好看，同時可以保證方法的靈敏度。

2.2.2 載氣流速的優(yōu)化

試驗研究了0.8 ～1.8 mL·min-1的載氣流速對目標峰的影響，結果表明載氣流速低于1 mL·min-1時峰形略有拖尾，而當載氣流速較高時，柱頭壓力較高且正丁醇與1,2-丙二醇的分離效果不夠好。故選擇1.2 mL·min-1的載氣流速，以兼顧分離度和峰形。

2.2.3 程序升溫的優(yōu)化

試驗研究了恒定溫度和程序升溫兩種柱溫模式下目標物出峰效果，研究表明恒溫條件下分離度差、出峰晚，且峰形不理想。而程序升溫能提高上機效率，保證有良好分離度和峰形。

2.3 色譜柱的選擇

試驗對比了DB-1、HP-5、DB-17、DB-WAX 和HP-INNOWAX 等5 種色譜柱對目標物的分離效果，結果表明DB-WAX 和HP-INNOWAX 分離效果佳，使用HP-INNOWAX 的峰形比使用DB-WAX 的峰形更加尖銳對稱，且HP-INNOWAX 柱的柱流失更低，故選擇HP-INNOWAX 柱。

2.4 內(nèi)標物的選擇

根據(jù)內(nèi)標物選擇的原則，需選擇與待測物1,2-丙二醇性質相近、液態(tài)奶試樣中不存在的，且可與待測物1,2-丙二醇在色譜圖上完全分離的物質，通過比較各種醇類物質之后，發(fā)現(xiàn)正丁醇可與1,2-丙二醇和乙醇互溶，且不相互反應，相同濃度的響應較接近，分離度好，故選擇正丁醇作為內(nèi)標物。

2.5 方法線性范圍

在0 ～50.0 mg·L-1，以1,2-丙二醇峰面積和內(nèi)標正丁醇峰面積比值為縱坐標，1,2-丙二醇質量濃度和內(nèi)標正丁醇質量濃度的比值為橫坐標，繪制標準曲線，得到回歸方程的相關系數(shù)為0.999 2。標準溶液譜圖見圖1，1,2-丙二醇內(nèi)標法標準曲線見圖2。

圖1 1,2-丙二醇和內(nèi)標正丁醇的典型譜圖

圖2 1,2-丙二醇內(nèi)標法標準曲線圖

2.6 檢出限及定量限

采用本試驗建立的方法，根據(jù)液態(tài)奶空白樣品的基線噪聲值求其平均值，按照信噪比S/N=3 計算1,2-丙二醇的檢出限為0.007 g·kg-1，按照信噪比S/N=10計算1,2-丙二醇的定量限為0.020 g·kg-1。

2.7 回收率與精密度

在液態(tài)奶空白基質中，分別添加質量濃度為0.02 g·kg-1、0.06 g·kg-1、0.20 g·kg-1的1,2-丙二醇，每個濃度水平添加6 個平行樣品，按本試驗建立的方法進行測定，測得1,2-丙二醇的加標回收率及精密度見表1。

表1 液態(tài)奶中1,2-丙二醇的加標回收率和精密度數(shù)據(jù)表

3 結論

本研究優(yōu)化了液態(tài)奶中1,2-丙二醇的檢測方法，該方法具有靈敏度高、精密度高、準確度好、操作簡便高效、運行成本低和環(huán)境友好等優(yōu)點，適用于液態(tài)奶中1,2-丙二醇的快速準確分析。