凝胶渗透色谱净化-气相色谱质谱法在两类食品污染物检测中的应用研究

摘要

对于食品中污染物的分析过程，前处理是最繁琐、最耗时的步骤。凝胶渗透色谱(GelPermeationChromatography，GPC)是新型发展起来的一种样品前处理方式，具有重复性好、自动化程度高、分析速度较快等特点，有效地简化和缩短了前处理的操作工序和时间，特别对于富含蛋白质、脂质、色素等大分子物质的食品基质有很好的净化效果。
　　 氯丙醇类化合物是主要存在于酱油制品中的污染物，其毒性极大，不仅具有致癌性，且对肾脏、神经系统、生殖系统都有很强的毒性作用。国内外都制定了严格的氯丙醇类化合物限量标准。由于酱油成分复杂，一般前处理方式对酱油中氯丙醇类化合物难以取得理想的净化效果，目前，普遍使用的基质固相分散萃取(MatrixSolidPhaseDispersion，MSPD)操作繁琐耗时，效率较低，且需要使用大量有机试剂，不利于操作者健康和环境保护。因此，基于现有氯丙醇前处理方面存在的问题和GPC净化的优点，本研究探索将GPC应用于氯丙醇的前处理中，建立一种高效、快速、简便的前处理方式。
　　 邻苯二甲酸酯类化合物（又称酞酸酯，phthalicacidesters或phthalates，PAEs）是食品包装材料中广泛使用的一类增塑剂。其对生殖和发育有较强毒性，是国内外公认的环境内分泌干扰物。由于其具有高脂溶性的特点，很容易迁移至脂质含量较高的食品中，PAEs迁移污染食品的问题引起了国内外研究者的高度重视。桶装食用油采用塑料桶作为其盛放器皿，且油脂含量高，PAEs极有可能迁移至食用油中，对人体健康造成危害，对食用油中的PAEs含量进行检测具有十分重要的意义。针对食用油中油脂含量高的特点，GPC净化是一种很好的处理方式。
　　 本研究建立了酱油中氯丙醇和桶装食用油中PAEs的检测方法。前处理使用GPC净化，结合稳定同位素气相色谱质谱技术进行测定，并对方法进行评价和比对，主要结论如下:
　　 (1)研究了GPC净化酱油中氯丙醇类化合物的条件:5g酱油，加6g硅藻土混匀，50mL乙酸乙酯为提取剂，振荡提取30min。GPC以乙酸乙酯-环己烷(1∶1，V/V)混合液为流动相，收集时间为第9-14min。此前处理条件下，可有效除去酱油样品中的杂质，回收率为94.62％-113.15％。
　　 (2)研究了氯丙醇类化合物的色谱条件:TG-5MS色谱柱;色谱柱升温程序:50℃保持1min，以2℃/min速度升至90℃，再以40℃/min的速度升至250℃，保持5min。结合稳定同位素技术，进行气相色谱质谱检测，质谱SIM模式所监测的选择离子见表9。在0.010-2.000μg/mL成线性关系，r2均大于0.99，三种氯丙醇类化合物的检出限分别为:0.0050μg/mL(1，3-DCP)、0.0070μg/mL(2，3-DCP)、0.0060μg/mL(3-MCPD);酱油样品的加标回收实验回收率在84.08％-117.42％，相对标准偏差为3.54％-7.95％;方法学验证结果证明，本研究所建立的凝胶渗透色谱净化-气相色谱质谱检测结果与现行国标食品中氯丙醇的检测方法无显著差异。
　　 (3)研究了GPC净化食用油中的邻苯二甲酸酯类化合物的条件:0.2g食用油样品，用乙酸乙酯-环己烷(1∶1，V/V)定容至10mL，过膜后进GPC净化。GPC以乙酸乙酯-环己烷(1∶1，V/V)为流动相，收集第8至第15min流出组分，回收率能满足前处理的要求，为100.11％-118.72％。
　　 (4)对邻苯二甲酸酯类化合物的色谱条件及质谱条件进行了优化选择。通过对色谱柱、升温程序和定性离子、定量离子的选择，确定了最佳的色谱及质谱条件:DB-17MS色谱柱;色谱柱升温程序:60℃保持1min;以20℃/min速度升至150℃，保持1min;再以3℃/min速度升至280℃，保持10min。结合稳定同位素技术，选择了DBP-d4，DEHP-d4，DINP-d4作为内标物，进行气相色谱质谱检测，质谱SIM模式所监测的选择离子见表17。在0.020-2.000μg/mL（DMP等19种PAEs），0.10-10.00μg/mL（DINP等三种）成线性关系，r2均大于0.99，PAEs的检出限为0.05180mg/kg-0.9466mg/kg;食用油样品的加标回收实验回收率为88.30％-120.86％，相对标准偏差为0.93％-10.53％;方法学验证结果证明，本研究所建立的凝胶渗透色谱净化-气相色谱质谱检测结果与现行国标食品中PAEs的检测方法无显著差异。
　　 (5)抽取市场上的部分酱油和食用油样品，采用建立的方法分别测定氯丙醇类化合物和PAEs。20个酱油样品中，5个样品检出氯丙醇，但均低于欧盟的限量标准。30个食用油样品，检出5个阳性样品。22种PAEs检出4种:DMP、DIBP、DBP、DEHP，根据我国的限量标准，阳性样品中有3个样品的PAEs含量超出了国家规定。造成超标的原因可能是因为食用油在加工、运输、存储等过程中处理不当造成PAEs从包装材料中迁移。

目录

声明

英文缩写表

摘要

第一章 文献综述

1．1 凝胶渗透色谱技术

1．1．1 凝胶渗透色谱概述

1．1．2 凝胶渗透色谱在食品检测前处理中的应用

1．2 氯丙醇与酱油安全

1．2．1 氯丙醇类化合物概述

1．2．2 毒性

1．2．3 食品中氯丙醇的来源

1．2．4 限量

1．2．5 检测方法

1．3 邻苯二甲酸酯

1．3．1 邻苯二甲酸酯类化合物概述

1．3．2 毒性

1．3．3 PAEs与食品安全

1．3．4 限量

1．3．5 检测方法

第二章 绪论

2．1 研究目的和意义

2．2 研究内容

第三章 酱油中氯丙醇凝胶渗透色谱净化-气相色谱质谱检测研究

3．1 实验材料

3．1．1 主要材料与试剂

3．1．2 主要仪器设备

3．2 实验方法

3．2．1 试剂配制

3．2．2 样品的提取

3．2．3 凝胶渗透色谱净化方法

3．2．4 衍生化方法

3．2．5 GC-MS条件

3．3 结果与讨论

3．3．1 检测方法的选择

3．3．2 提取条件的优化

3．3．3 凝胶渗透色谱净化条件的优化

3．3．4 GC-MS条件的优化

3．3．5 方法评价

第四章 食用油中邻苯二甲酸酯凝胶渗透色谱净化-气相色谱质谱检测研究

4．1 实验材料

4．1．1 主要材料与试剂

4．1．2 主要仪器设备

4．2 实验方法

4．2．1 试剂配制

4．2．2 样品的提取

4．2．3 凝胶渗透色谱净化方法

4．2．4 GC-MS条件

4．2．5 不同色谱柱的GC-MS条件

4．2．6 不同起始温度的GC-MS条件

4．2．7 不同终止温度的GC-MS条件

4．3 结果与讨论

4．3．1 稳定同位素技术的选择

4．3．2 凝胶渗透色谱净化条件的优化

4．3．3 GC-MS条件的优化

4．3．4 方法评价

第五章 结论与讨论

5．1 主要结论

5．2 讨论

5．3 创新点

参考文献

致谢

在学期间发表的论文