氣相色譜-氫火焰離子化測定食品中的1, 2-丙二醇

羅葉麗，陳子龍，董梅*，李國薇，武鑫，王琴

1. 渭南市檢驗檢測研究院（渭南 714000）；2. 富平縣檢驗檢測中心 陜西省羊乳產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（富平 711700）

1, 2-丙二醇是丙二醇中的一種，為無色黏稠液體，有吸濕性，幾乎無味無嗅，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、制藥和煙草等行業(yè)[1-3]。丙二醇屬于多元醇類化合物，具有兩個羥基，易與水分子形成氫鍵，具有一定的吸濕性，食品中添加丙二醇可以通過保濕從而保持一定的水分，同時它不增加水分活度，常作為潤滑劑，改善食品的感官品質(zhì)[5]。丙二醇作為食品添加劑，主要的功能是作為穩(wěn)定劑和凝固劑、抗結(jié)劑、消泡劑、乳化劑、水分保持劑、增稠劑[4]。丙二醇作為水分保持劑在生濕面制品中已得到大量的應(yīng)用[6-7]。但是，由于丙二醇是化學(xué)合成品，因此在實際使用中還是有部分限制，GB 2760—2011《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》[4]規(guī)定：丙二醇可用于糕點，最大使用量為3.0 g/kg；1, 2-丙二醇用于生濕面制品（如面條、餃子皮、餛飩皮、燒麥皮），最大使用量為1.5 g/kg。雖然丙二醇屬于低毒類，但長期過量食用可能引起腎臟障礙的危險[8-9]。2022年麥趣爾牛奶中檢出丙二醇事件也讓公眾再一次關(guān)注到了丙二醇，因此建立一種快速、準(zhǔn)確的檢測丙二醇的方法至關(guān)重要。

GB 5009.251—2016[10]是我國測定食品中1, 2-丙二醇含量的強制檢驗標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)第一法氣相色譜法用于測定糕點、膨化食品、奶油、干酪、豆制品、奶片、生濕面制品、冷凍飲品、液體乳、植物蛋白飲料、乳粉、黃油、奶油中1, 2-丙二醇的含量，第二法氣相色譜-質(zhì)譜法用于測定糕點、膨化食品、干酪、豆制品、奶片、生濕面制品中1, 2-丙二醇含量。因為氣相色譜法簡單快速、選擇性好、準(zhǔn)確度高，已被廣泛應(yīng)用在檢測食品、藥品輔料、煙草中的丙二醇[11-17]。由于第一法涉及食品種類較多，文章選取了有代表性的四種基質(zhì)（糕點、液體乳、乳粉和奶油）對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氣相色譜法中不同食品基質(zhì)的檢測方法進行驗證，建立實驗室常規(guī)檢測方法，滿足日常監(jiān)管需要。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

無水乙醇（優(yōu)級純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；1, 2-丙二醇標(biāo)準(zhǔn)品（批號22070968，純度大于99.9%，壇墨質(zhì)檢-標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；牛奶中丙二醇分析質(zhì)控樣品（產(chǎn)品編號MRM123，批號D070451，北京美正檢測技術(shù)有限公司）。

7 890 B氣相色譜儀，配氫火焰離子檢測器（FID）（美國安捷倫公司）；DB-WAX（60 m×0.25 mm，0.25 μm鍵合/交聯(lián)聚乙二醇固定相石英毛細管色譜柱，美國安捷倫公司）；BT 125 D電子分析天平（德國賽，多利斯集團公司）；TG 16-WS高速離心機（中國湖南湘儀實驗室儀器發(fā)展有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液液的配制

標(biāo)準(zhǔn)儲備液（10.088 0 mg/mL）：準(zhǔn)確稱取0.252 2 g（精確到0.000 1 g）1, 2-丙二醇標(biāo)準(zhǔn)品，用無水乙醇溶解并轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，定容至刻度，貯存于4℃冰箱中，有效期3個月。

標(biāo)準(zhǔn)中間液（1.008 8 mg/mL）：準(zhǔn)確吸?。?0.088 0 mg/mL）5 mL 1, 2丙二醇標(biāo)準(zhǔn)儲備液于50 mL容量瓶中，用無水乙醇定容。

1.2.2 樣品前處理

樣品前處理過程及結(jié)果計算見GB 5009.251—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中1, 2-丙二醇的測定》[10]中第一法氣相色譜法。

1.2.3 色譜條件

進樣器溫度：230 ℃；檢測器溫度：240 ℃；載氣：高純氮氣（純度≥99.999%）；流速：1.0 mL/min；分流比：5∶1；柱溫程序升溫：柱初始溫度80 ℃，保持1 min，以20 ℃/min速率升溫至160 ℃，保持2 min，再以15 ℃/min速率升溫至220 ℃，保持10 min；進樣體積：1.0 μL；氫氣流量：40 mL/min；空氣流量：350 mL/min。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制

分別準(zhǔn)確移取10，20，30，50，100，200，300，400和500 μL的1, 2丙二醇標(biāo)準(zhǔn)中間液于10 mL容量瓶中，用無水乙醇定容至刻度，得質(zhì)量濃度分別為1.008 8，2.017 6，3.026 4，5.044 0，10.088 0，20.176 0，30.264 0，40.352 0和50.440 0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

1.2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將標(biāo)準(zhǔn)系列工作液分別注入氣相色譜儀中，測定相應(yīng)的1, 2-丙二醇的色譜峰面積，以標(biāo)準(zhǔn)工作液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以色譜峰的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3 數(shù)據(jù)處理

樣品測定均采用平行進樣方式，即每個樣品同等條件下處理兩個，進行進樣，結(jié)果以兩個樣品的平均值為最終結(jié)果。數(shù)據(jù)運用安捷倫7 890 B氣相色譜儀數(shù)據(jù)處理軟件OpenLAB CDS進行處理，結(jié)果以質(zhì)量濃度（μg/mL）計，最終結(jié)果運用Excel表格進行計算，以含量（g/kg）表示。所用色譜圖均直接應(yīng)用安捷倫氣相色譜儀數(shù)據(jù)處理軟件OpenLAB CDS復(fù)制原圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 方法優(yōu)化

為了更好地驗證國標(biāo)方法的實用性，此試驗先以國標(biāo)的儀器參考條件對標(biāo)準(zhǔn)品進行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)品的響應(yīng)較低，標(biāo)準(zhǔn)曲線第5個點（質(zhì)量濃度為10.088 μg/mL）的峰面積才2.992（見圖1）。為了提高響應(yīng)，能夠更好地分析樣品，試驗嘗試改變分流比，通過對比發(fā)現(xiàn)分流比為5∶1時可以滿足檢測要求，此時標(biāo)準(zhǔn)曲線第5個點（質(zhì)量濃度為10.088 μg/mL）的峰面積為11.240（見圖1），因此最終試驗選擇以分流比5∶1進行后續(xù)試驗。

圖1 不同分流比進樣色譜圖

2.2 方法學(xué)驗證

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以標(biāo)準(zhǔn)工作液的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以色譜峰的峰面積為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（見圖2）。1, 2-丙二醇在1.008 8～50.440 0 μg/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性良好，線性方程為y=1.139 525 7x-0.153 679 2，相關(guān)系數(shù)為0.999 84。

2.2.2 方法的選擇性

分別以標(biāo)準(zhǔn)溶液（10.088 0 μg/mL）、空白基質(zhì)、空白基質(zhì)加標(biāo)進樣可以看出（見圖3～圖5），目標(biāo)峰出峰時間為10.166 min，峰形良好，沒有基質(zhì)干擾。

圖3 1, 2-丙二醇標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖

圖4 1, 2-丙二醇樣品色譜圖

圖5 1, 2-丙二醇樣品加標(biāo)色譜圖

2.2.3 回收率

準(zhǔn)確度是指測定的平均值和真值相符的程度，一個試驗是否可行準(zhǔn)確，判斷方法的準(zhǔn)確度至關(guān)重要，試驗中經(jīng)常用回收率來表示方法的準(zhǔn)確度[18]。為了能夠更好地驗證方法的準(zhǔn)確性和各項操作的可靠性，此試驗分別在4種空白樣品中分別添加低、中、高3個水平的標(biāo)準(zhǔn)品，進行回收率測定，試驗結(jié)果見表1。結(jié)果表明，4種基質(zhì)的回收率在94.31%～107.87%之間，回收率良好，說明該方法的準(zhǔn)確度高，滿足試驗所需。

表1 回收率試驗結(jié)果

2.2.4 精密度

精密度是表示測量的重現(xiàn)性，是保證準(zhǔn)確度的先決條件，好的精密度是保證獲得良好準(zhǔn)確度的先決條件，一般來說，測量精密度不好，就不可能有良好的準(zhǔn)確度。因此，為了保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確度，進行精密度試驗。每個基質(zhì)添加低、中、高三個水平，每個水平做7個重復(fù)，取平均值計算精密度（SRSD），結(jié)果見表2。結(jié)果表明，該方法的精密度在1.03%～4.40%之間，說明該方法的重現(xiàn)性好，也為準(zhǔn)確測定提供了有力的保障。

表2 精密度試驗結(jié)果

2.2.5 檢出限和定量限

由于標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了稱樣量為5 g時的檢出限和定量限，而實際樣品測定過程中根據(jù)基質(zhì)不同，稱樣量也不相同，為了更好地測定不同基質(zhì)的檢出限和定量限，文章將系列標(biāo)準(zhǔn)溶液添加到不同樣品中，按標(biāo)準(zhǔn)要求進行樣品制備，測定。以信噪比3∶1作為檢出限，以信噪比10∶1作為定量限[19]，結(jié)果見表3。

表3 不同基質(zhì)的檢出限和定量限

檢出限和定量限時評價一種方法是否適用的重要參數(shù)，方法的定量限是指樣品中被測組分能被定量測定的最低濃度或最低量[20]，此試驗得出的定量限很好地補充了標(biāo)準(zhǔn)中的不完善部分，也進一步說明此實驗室的儀器和前處理設(shè)備可以滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2.6 試驗結(jié)果驗證

為了進一步驗證該方法的實用性，此試驗對質(zhì)控樣品進行測定后，結(jié)果為0.040 g/kg，質(zhì)控樣品的標(biāo)準(zhǔn)值為0.042 g/kg，標(biāo)準(zhǔn)值區(qū)間為0.033～0.051 g/kg，結(jié)果滿意（圖6）。對實驗室購買的奶油、糕點、液體乳和乳粉四種產(chǎn)品進行測定后，均未檢出1, 2-丙二醇。

圖6 牛奶中丙二醇分析質(zhì)控樣品色譜圖

3 結(jié)論

試驗通過運用無水乙醇提取樣品中的1, 2-丙二醇，運用氣相色譜-氫火焰離子化測定食品中的1, 2-丙二醇。通過對分流比的優(yōu)化，提高了檢測的靈敏度和準(zhǔn)確度，樣品的回收率在94.31%～107.87%之間，精密度在1.03%～4.40%之間，質(zhì)控樣品測定結(jié)果滿意，說明該方法實際應(yīng)用效果可行，準(zhǔn)確度高，可以用于食品中1, 2-丙二醇的監(jiān)管測定。