超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定調(diào)味料中嗎啡、可待因、蒂巴因、那可丁和罌粟堿殘留量

張哲，張瑩，趙桐，趙靈智，沈晶萍，王世琨，李思圓

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，長春 130118)

罌粟殼中含有嗎啡、可待因、罌粟堿、那可丁、蒂巴因等生物堿，因其具有鎮(zhèn)靜、止痛、成癮、損害神經(jīng)系統(tǒng)等特性被列為毒品，嚴(yán)禁將其添加到食品中。由于火鍋底料中添加罌粟殼會使火鍋味道更美、口感更足，食用后容易上癮，有些不良商家將罌粟殼加入火鍋調(diào)料中以吸引回頭客來牟取利益[1]。國家早在2008年印發(fā)了《食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑品種名單(第一批)》，規(guī)定火鍋中不得違法添加罌粟殼，2011年又將禁用的食品類別擴(kuò)大到火鍋底料及小吃。歷年發(fā)布的《國家食品安全抽檢實(shí)施細(xì)則》中更是明確將嗎啡、可待因、罌粟堿、那可丁、蒂巴因列為餐飲食品自制火鍋調(diào)味料(底料、蘸料)的日常監(jiān)測項(xiàng)目。

目前食品中罌粟殼成分的檢測方法主要有氣相色譜法[2]、液相色譜法、氣相色譜/質(zhì)譜法、液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法。其中液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法因具有分辨率高、靈敏度高、檢測限低，定性、定量準(zhǔn)確，可進(jìn)行痕量分析等特點(diǎn)，已被市場監(jiān)管總局指定為檢測食品中嗎啡、可待因、罌粟堿、那可丁和蒂巴因的補(bǔ)充檢驗(yàn)方法，成為檢測罌粟殼類生物堿的主要方法[3-4]。在色譜柱選擇上，由于嗎啡等生物堿極性大，在普通C18反相柱上保留時(shí)間短、峰形差，達(dá)不到較好的分離效果[5]，大多采用BEH HILIC色譜柱進(jìn)行檢測[6-10]。然而HILIC柱為正向色譜柱，使用溶劑有限，只能使用70%以上乙腈，難以預(yù)平衡，且價(jià)格昂貴、使用壽命短，實(shí)驗(yàn)室普及率不高[11-12]。在樣品前處理上，QuEChERS凈化法操作簡單，但凈化效果不理想，且對嗎啡等有強(qiáng)吸附，回收率低[13-16]，常采用陽離子交換固相萃取凈化法[17-18]，而陽離子交換固相萃取柱除油脂效果不理想，操作較繁瑣，且容易發(fā)生小柱堵塞現(xiàn)象[19-20]，無法實(shí)現(xiàn)批量檢測。

本試驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室常用的Kinetex?2.6 μm Biphenyl 100 ?反相色譜柱分離，建立超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定調(diào)味料中罌粟殼類生物堿，嗎啡等5種生物堿得到了很好的色譜保留和分離，且峰形對稱；在樣品處理上，樣品經(jīng)乙腈提取、鹽析、低溫高速離心后，將提取液氮吹近干，用10%乙腈溶液(含0.1%甲酸)溶解殘?jiān)?，再?jīng)低溫高速離心、過膜除去樣品中干擾物，獲得了理想的凈化、回收效果，使樣品前處理過程更加簡便，適合大批量的日常分析檢測。

1 材料與方法

1.1 材料

調(diào)味料：固態(tài)火鍋底料、半固態(tài)米線調(diào)味醬、半固態(tài)小龍蝦調(diào)味醬、湯料共4種，購于超市。

自制火鍋調(diào)味料(蘸料)：海鮮汁、沙茶醬、孜然油、麻油、辣椒油、芝麻油共6種，購于火鍋店。

1.2 試劑

甲醇中嗎啡標(biāo)準(zhǔn)溶液(M-005-1ML，濃度1 mg/mL)、甲醇中可待因標(biāo)準(zhǔn)溶液(C-006-1ML，濃度1 mg/mL)、甲醇中蒂巴因標(biāo)準(zhǔn)溶液(T-115-1ML，濃度1 mg/mL)、甲醇中嗎啡-D3標(biāo)準(zhǔn)溶液(M-006-1ML，濃度1 mg/mL)、甲醇中可待因-D3標(biāo)準(zhǔn)溶液(C-007-1ML，濃度1 mg/mL)：Cerilliant；鹽酸罌粟堿標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度99.9%，CCHM700898)、那可丁標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度97%，CCHM700909)：CATO Research Chemicals Inc.；甲醇(色譜純)、乙腈(色譜純)：Fisher Scientific公司；甲酸(色譜純)：上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司；無水乙酸鈉(分析純)：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；無水硫酸鎂(分析純)：北京邁瑞達(dá)科技有限公司；0.1%甲酸-水溶液(體積比)；0.1%甲酸-甲醇溶液(體積比)；10%乙腈-水溶液(含0.1%甲酸)；針頭過濾器(0.2 μm，13 mm)：Pall Corporation。

1.3 主要儀器與設(shè)備

API4000+超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用儀(ESI離子源) 美國AB SCIEX公司；Kinetex?2.6 μm Biphenyl 100 ?色譜柱(100 mm×3.0 mm) 美國Phenomenex公司；渦旋混合器(重載數(shù)顯型) 美國Talboys公司；KQ-500DE超聲波清洗器 江蘇昆山市超聲儀器有限公司；KH20R-Ⅱ高速冷凍離心機(jī) 湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；TTL-DC氮吹儀 北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司。

1.4 液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜條件

1.4.1 色譜條件

色譜柱：Kinetex?2.6 μm Biphenyl 100 ?(100 mm×3.0 mm)；柱溫：40 ℃；流速：0.4 mL/min；進(jìn)樣量：5 μL；流動相：A相為 0.1%甲酸-水(體積比)，B相為0.1%甲酸-甲醇(體積比)。流動相及梯度洗脫條件見表1。

表1 流動相及梯度洗脫條件Table 1 Mobile phases and gradient elution conditions

1.4.2 質(zhì)譜條件

離子源：ESI；掃描方式：正離子模式,多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)；離子源參數(shù)：電噴霧電壓(IS)：5 500 V；霧化氣壓力(GS1)：55 psi；輔助氣壓力(GS2)：60 psi；氣簾氣壓力(CUR)：30 psi；離子源溫度(TEM)：550 ℃；噴撞氣(CAD)：10 mL/min。監(jiān)測離子對、碰撞氣能量和去簇電壓參數(shù)見表2。

表2 監(jiān)測離子對、碰撞氣能量和去簇電壓參數(shù) Table 2 Monitoring ion pair,collision gas energy and declustering potential parameters

1.5 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

1.5.1 標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制

精密稱取罌粟堿、那可丁標(biāo)準(zhǔn)品各10 mg(精確至0.01 mg)，分別置于10 mL容量瓶中，加0.5%甲酸-甲醇溶液溶解并定容至刻度，罌粟堿、那可丁濃度各1.0 mg/mL。嗎啡、可待因、蒂巴因、嗎啡-D3、可待因-D3均為購置現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其濃度均為1.0 mg/mL。

1.5.2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確吸取嗎啡、可待因標(biāo)準(zhǔn)儲備液各100 μL，蒂巴因標(biāo)準(zhǔn)儲備液20 μL，那可丁、罌粟堿標(biāo)準(zhǔn)儲備液各10 μL于10 mL容量瓶中，用乙腈稀釋并定容于10 mL。配制的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中嗎啡、可待因濃度為10 μg/mL，蒂巴因濃度為2 μg/mL，那可丁、罌粟堿濃度為1 μg/mL。

1.5.3 混合標(biāo)準(zhǔn)使用液配制

準(zhǔn)確吸取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 mL于10 mL容量瓶中，用20%乙腈水溶液定容至刻度。配制的混合標(biāo)準(zhǔn)使用液中嗎啡、可待因濃度為100 ng/mL，蒂巴因濃度為20 ng/mL，那可丁、罌粟堿濃度為10 ng/mL。

1.5.4 混合內(nèi)標(biāo)溶液配制

準(zhǔn)確吸取嗎啡-D3、可待因-D3標(biāo)準(zhǔn)儲備液各10 μL于10 mL容量瓶中，用乙腈稀釋并定容于10 mL。配制的混合內(nèi)標(biāo)溶液的濃度均為1 μg/mL。

1.5.5 混合內(nèi)標(biāo)工作液配制

準(zhǔn)確吸取混合內(nèi)標(biāo)溶液1.0 mL于10 mL容量瓶中，用20%乙腈水溶液定容至刻度。配制的混合內(nèi)標(biāo)工作液的濃度均為100 ng/mL。

1.5.6 混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液系列配制

分別準(zhǔn)確吸取混合標(biāo)準(zhǔn)使用液5，10，20，50，100，200 μL于6個(gè)樣品瓶中，各加入100 ng/mL混合內(nèi)標(biāo)工作液50 μL，用10%乙腈-水溶液(含0.1%甲酸)定容至1.0 mL，混勻。配制的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液系列中嗎啡、可待因濃度分別為0.5，1.0，2.0，5.0，10.0，20.0 ng/mL；蒂巴因濃度分別為0.1，0.2，0.4，1.0，2.0，4.0 ng/mL；那可丁、罌粟堿濃度分別為0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，2.0 ng/mL。此混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中內(nèi)標(biāo)濃度均為5.0 ng/mL。

1.6 樣品處理

稱取1.50 g(精確至0.01 g)試樣于50 mL離心管中，加入1 μg/mL混合內(nèi)標(biāo)溶液75 μL，固體樣品加3 mL水，半固體樣品加2 mL水，液體樣品不加水，渦旋振蕩30 s，準(zhǔn)確加入乙腈15 mL，渦旋1 min，超聲提取30 min，加入6 g無水硫酸鎂和1.5 g無水醋酸鈉粉末，立即渦旋振蕩2 min，吸附樣品中的全部水分，以9 500 r/min離心5 min(4 ℃)，準(zhǔn)確吸取1.0 mL上清液于10 mL濃縮管中，于40 ℃水浴中氮吹至近干，準(zhǔn)確加入1.0 mL 10%乙腈溶液(含0.1%甲酸)溶解殘?jiān)?，渦旋1 min，超聲2 min，再渦旋1 min后，將溶液轉(zhuǎn)移至1.5 mL離心管中，以9 500 r/min離心5 min(4 ℃)，上清液過0.22 μm濾膜后，進(jìn)行超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜柱的選擇

以0.1%甲酸-水-0.1%甲酸-乙腈為流動相，考察了Kinetex?2.6 μm Biphenyl 100 ?(100 mm×3.0 mm)和Kinetex?2.6 μm F5 100 ?(50 mm×3.0 mm)兩款反相色譜柱對嗎啡、可待因、蒂巴因、那可丁和罌粟堿的分離效果，結(jié)果：在Kinetex?2.6 μm F5 100 ?色譜柱上，嗎啡岀峰快，保留時(shí)間短，峰形較寬、不對稱，響應(yīng)值低，且5種生物堿各離子對的離子比不穩(wěn)定(見圖1)，可見此款反相色譜柱不是首選柱，這與文獻(xiàn)[5]、文獻(xiàn)[20]的研究結(jié)果一致；而在Kinetex?2.6 μm Biphenyl 100 ?色譜柱上，嗎啡等5種生物堿均有合適的保留時(shí)間和令人滿意的峰形，且響應(yīng)值增高(見圖2)。分析原因：Kinetex?2.6 μm Biphenyl 100 ?柱是一款核-殼聯(lián)苯基色譜柱，這種由核-殼顆粒帶來的高性能配合獨(dú)特的固定相，可以實(shí)現(xiàn)反相保留以及增強(qiáng)極性與芳香類化合物的選擇性，且能顯著改善色譜峰形，提高靈敏度，其色譜分離相互作用機(jī)理：由聯(lián)苯基雙環(huán)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的高密度電子云可起到類似弱陽離子交換的作用，使得堿性分析物的保留增強(qiáng)。

圖1 Kinetex? 2.6 μm F5 100 ?柱-混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液總離子流色譜圖Fig.1 The total ion current chromatogram of Kinetex? 2.6 μm F5 100 ? column-mixed standard working solution

圖2 Kinetex? 2.6 μm Biphenyl 100 ?柱-混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液總離子流色譜圖Fig.2 The total ion current chromatogram of Kinetex? 2.6 μm Biphenyl 100 ? column-mixed standard working solution

2.2 流動相的選擇

在Kinetex?2.6 μm Biphenyl 100 ?色譜柱(100 mm×3.0 mm)上分離，分別以0.1%甲酸-水和0.1%甲酸-乙腈，0.1%甲酸-水(含10 mmol/L甲酸銨)和0.1%甲酸-乙腈，0.1%甲酸-水和0.1%甲酸-甲醇為流動相，按表1中梯度程序洗脫，考察3種流動相對嗎啡、可待因、蒂巴因、那可丁和罌粟堿的分離效果，結(jié)果表明，以0.1%甲酸-水和0.1%甲酸-乙腈為流動相，那可丁和罌粟堿兩色譜峰重合(見圖2)，在0.1%甲酸-水中加入10 mmol/L甲酸銨后，那可丁和罌粟堿兩峰不但沒有分開，5種生物堿的響應(yīng)值反而下降。改用0.1%甲酸-水和0.1%甲酸-甲醇為流動相，5種生物堿均得到了良好的色譜分離，各離子對的離子比更穩(wěn)定，且嗎啡、可待因的響應(yīng)值顯著提高(見圖3)，故選用0.1%甲酸-水和0.1%甲酸-甲醇為流動相。

圖3 5種生物堿混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的總離子流色譜圖Fig.3 The total ion current chromatogram of mixed standard working solution of five kinds of alkaloids

2.3 質(zhì)譜條件優(yōu)化

根據(jù)5種生物堿的化學(xué)性質(zhì)，采用電噴霧電離正離子模式掃描。針泵進(jìn)樣100 ng/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，5種生物堿離子化時(shí)均得到[M+H]+分子離子作為母離子。調(diào)節(jié)碰撞氣能量(CE)值，將母離子進(jìn)一步碰碎，分別選擇響應(yīng)值較高的兩個(gè)子離子，按多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)組建監(jiān)測離子對，用Ramp進(jìn)一步優(yōu)化碰撞氣能量CE和去簇電壓DP參數(shù)(見表2)。設(shè)定離子源參數(shù)和液相色譜參數(shù)，進(jìn)樣分析混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，驗(yàn)證所選擇的離子對的響應(yīng)值和穩(wěn)定性滿足檢測要求。5種生物堿混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)色譜圖見圖4。

圖4 5種生物堿混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的多反應(yīng)監(jiān)測(MRM)色譜圖Fig.4 Multi-reaction monitoring (MRM) chromatograms of mixed standard working solution of five kinds of alkaloids

2.4 前處理方法優(yōu)化

文獻(xiàn)中，樣品提取后主要有兩種凈化方法：一是QuEChERS試劑凈化，二是陽離子交換固相萃取凈化。QuEChERS凈化法操作簡單，但回收率低，而陽離子交換固相萃取凈化法操作較繁瑣，且容易堵塞小柱。本文在BJS 201802《食品中嗎啡、可待因、罌粟堿、那可丁和蒂巴因的測定》方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，固體樣品加3 mL水，半固體樣品加2 mL水，液體樣品不加水，加乙腈15 mL超聲提取，保證樣液中乙腈含量大于80%，可有效沉淀蛋白質(zhì)，加入無水醋酸鈉促進(jìn)生物堿從水相轉(zhuǎn)移至有機(jī)相，并用無水硫酸鎂去除水相，在4 ℃下9 500 r/min高速離心，有效分層去除蛋白質(zhì)、油脂等雜質(zhì)。吸取1 mL乙腈提取液氮吹近干，加1 mL 10%乙腈溶液(含0.1%甲酸)溶解殘?jiān)?，進(jìn)行溶劑轉(zhuǎn)換，再在4 ℃下9 500 r/min高速離心、過膜，目的是進(jìn)一步去除有機(jī)物雜質(zhì)來凈化樣液。同時(shí)，用10%乙腈溶液(含0.1%甲酸)溶解樣液，可以避免出現(xiàn)溶劑效應(yīng)而導(dǎo)致嗎啡、可待因峰形展寬，響應(yīng)值降低的情況發(fā)生。結(jié)果表明，5種生物堿的回收率均達(dá)75%以上。

2.5 方法的校準(zhǔn)曲線和檢出限

按本文優(yōu)化的色譜質(zhì)譜條件，對混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液系列進(jìn)行測定，以嗎啡、可待因的峰面積與相應(yīng)內(nèi)標(biāo)物峰面積的比值為縱坐標(biāo)，嗎啡、可待因的濃度與相應(yīng)內(nèi)標(biāo)物濃度的比值為橫坐標(biāo)，繪制內(nèi)標(biāo)-標(biāo)準(zhǔn)工作曲線；以蒂巴因、那可丁、罌粟堿的峰面積為縱坐標(biāo)，蒂巴因、那可丁、罌粟堿的濃度為橫坐標(biāo)，繪制外標(biāo)-標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表3。結(jié)果表明，嗎啡、可待因在0.50～20.0 ng/mL，蒂巴因在0.10～4.0 ng/mL，那可丁、罌粟堿在0.05～2.0 ng/mL范圍內(nèi)均有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r均大于0.998。另外，在半固態(tài)調(diào)味醬空白樣品中加入低濃度混合標(biāo)準(zhǔn)工作液，制備加標(biāo)樣品，按本文方法進(jìn)行提取測定并計(jì)算其信噪比，以3倍信噪比(S/N=3)對應(yīng)的加標(biāo)量為最低檢出限。由嗎啡、可待因、蒂巴因、那可丁、罌粟堿的信噪比圖(見圖5～圖9)可知,嗎啡、可待因的方法檢出限為1.0 μg/kg，蒂巴因的方法檢出限為0.2 μg/kg，那可丁、罌粟堿的方法檢出限為0.1 μg/kg。該方法檢出限低，適用于調(diào)味料中嗎啡、可待因、蒂巴因、那可丁和罌粟堿的痕量分析。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸分析和方法檢出限Table 3 Regression analysis and method detection limits of standard curves

圖5 嗎啡定量離子對286.0/165.1的信噪比圖(加標(biāo)量1.0 μg/kg)Fig.5 The signal to noise ratio diagram of morphine quantitative ion pair 286.0/165.1 (with adding standard matter amount of 1.0 μg/kg)

圖6 可待因定量離子對300.0/215.1的信噪比圖(加標(biāo)量1.0 μg/kg)Fig.6 The signal to noise ratio diagram of codeine quantitative ion pair 300.0/215.1(with adding standard matter amount of 1.0 μg/kg)

圖7 蒂巴因定量離子對312.0/58.2的信噪比圖(加標(biāo)量0.2 μg/kg)Fig.7 The signal to noise ratio diagram of thebaine quantitative ion pair 312.0/58.2(with adding standard matter amount of 0.2 μg/kg)

圖8 那可丁定量離子對414.2/220.2的信噪比圖(加標(biāo)量0.1 μg/kg)Fig.8 The signal to noise ratio diagram of narcotine quantitative ion pair 414.2/220.2(with adding standard matter amount of 0.1 μg/kg)

圖9 罌粟堿定量離子對340.2/202.1的信噪比圖(加標(biāo)量0.1 μg/kg)Fig.9 The signal to noise ratio diagram of papaverine quantitative ion pair 340.2/202.1(with adding standard matter amount of 0.1 μg/kg)

2.6 方法的精密度和加標(biāo)回收率

分別選取固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)調(diào)味料為空白樣品(檢測結(jié)果均為陰性)，分別按5，10，20倍檢出限3個(gè)濃度水平加入5種生物堿混合標(biāo)準(zhǔn)使用液，制備加標(biāo)樣品，對每個(gè)添加水平重復(fù)測定6次，計(jì)算加標(biāo)回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，數(shù)據(jù)見表4。結(jié)果表明，嗎啡回收率在76.6%～117.3%范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在11.9%～14.4%之間；可待因的回收率在84.4%～111.4%范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.2%～14.1%之間；蒂巴因的回收率在85.1%～111.5%范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.7%～7.1%之間；那可丁的回收率在75.2%～103.6%范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.6%～7.2%之間；罌粟堿的回收率在83.0%～106.0%范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.9%～5.3%之間，滿足GB/T 27404-2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測》中附錄F對精密度、回收率的要求，說明該方法準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。

續(xù) 表

2.7 樣品測定

實(shí)驗(yàn)共選取10種調(diào)味料進(jìn)行了檢測，其中固態(tài)火鍋底料、半固態(tài)米線調(diào)味醬、半固態(tài)小龍蝦調(diào)味醬、湯料共4種預(yù)包裝調(diào)味料購于超市；海鮮汁、沙茶醬、孜然油、麻油、辣椒油、芝麻油共6種自制火鍋調(diào)味料(蘸料)購于火鍋店，均未檢測出嗎啡、可待因、蒂巴因、那可丁、罌粟堿，說明目前該類市售調(diào)味料質(zhì)量狀況良好，結(jié)果令人滿意。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室常用的Kinetex?2.6 μm Biphenyl 100 ?反相色譜柱，建立了超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定調(diào)味料中罌粟殼類生物堿，嗎啡等5種生物堿均得到了很好的色譜保留和分離，降低了方法檢出限；在樣品處理上進(jìn)行了改進(jìn)，獲得了理想的凈化、回收效果，使樣品前處理過程更加簡便。該方法檢出限在0.1～1.0 μg/kg之間，加標(biāo)回收率在75.2%～117.3%范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于15%，具有較高的靈敏度、準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性，可用于調(diào)味料中嗎啡、可待因、蒂巴因、那可丁和罌粟堿的痕量分析，且該方法更容易推廣應(yīng)用。