一种婴幼儿食品中呋喃及烷基呋喃化合物的检测方法

摘要

本发明提供了一种婴幼儿食品中呋喃及烷基呋喃化合物的检测方法，属于物质检测技术领域。本发明采用顶空进样法，不使用有机溶剂，对环境友好，且样品前处理简单易操作；另外，本发明进行气相检测时以DB‑624柱为色谱柱能够实现2‑乙基呋喃和2,5‑二甲基呋喃的分离；同时，分别以D4‑呋喃、D6‑2‑甲基呋喃、D3‑3‑甲基呋喃、D5‑2‑乙基呋喃、D3‑2,5‑二甲基呋喃和D11‑2‑戊基呋喃为内标物，能够同时实现对呋喃、2‑甲基呋喃、3‑甲基呋喃、2‑乙基呋喃、2,5‑二甲基呋喃和2‑戊基呋喃的准确定量和检测，且检测灵敏度高。

说明书

技术领域

本发明涉及物质检测技术领域，尤其涉及一种婴幼儿食品中呋喃及烷基呋喃化合物的检测方法。

背景技术

呋喃是含有一个氧杂原子的五元杂环化合物，用于合成呋喃类药物的中间体。由于呋喃具有高挥发性和亲脂性，容易通过生物膜被肺或肠吸收，在人体中可以引起肿瘤或癌变。研究结果表明，呋喃是鼠明显的致癌物，并将呋哺归类为可能使人类致癌物质的2B组。

随着科学的进步发现，人们发现呋喃普遍存在于多种热加工食品中，并认为呋喃是热处理和高能辐照食品的副产物。而现代人们的生活更加注重便捷化，所以方便食品盛行，方便食品虽然在后期处理中比较简单，只需水冲，但是在食品加工过程中必须进行热处理，将食品熟化，这就导致很多方便食品必须要经过热加工或辐照处理。这也就导致食品中呋喃的必然存在。虽然呋喃不可避免，但是由于其对人体危害很大，仍是近几年食品安全关注的热点内容。

由于婴幼儿抵抗力较差，所以对婴幼儿食品中的呋喃及烷基呋喃化合物进行检测至关重要。现有技术虽有食品中呋喃的检测方法及检测结果报道，但少见呋喃及烷基呋喃化合物的同时检测方法；同时，由于2-乙基呋喃和2,5-二甲基呋喃为同分异构体难以同时检测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种婴幼儿食品中呋喃及烷基呋喃化合物的检测方法。本发明提供的检测方法能够将2-乙基呋喃和2,5-二甲基呋喃的分离；同时能够实现对呋喃、2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2-乙基呋喃、2,5-二甲基呋喃和2-戊基呋喃的准确定量和检测，且检测灵敏度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种婴幼儿食品中呋喃及烷基呋喃化合物的检测方法，包括以下步骤：

将待测样品、氯化钠溶液和内标物混合，将所得混合液采用顶空进样的方式进行气相色谱-质谱法检测，得到待测样品中待测物相对内标物的峰面积比值；所述待测物包括呋喃和烷基呋喃化合物，所述烷基呋喃化合物包括2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2-乙基呋喃、2,5-二甲基呋喃和2-戊基呋喃；所述内标物包括D

基于呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2-甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、3-甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2-乙基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2,5-二甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线和2-戊基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线，得到所述待测样品中呋喃及烷基呋喃化合物的含量；

所述气相质谱检测的参数包括气相色谱条件和质谱检测条件；

所述气相色谱条件包括：

色谱柱：DB-624毛细管色谱柱，30m×0.25mm×1.4μm；

进样口温度：250℃；

柱温：初温40℃，保持2min，以5℃/min升至70℃，以20℃/min升至210℃，250℃后运行10min；

载气：氦气，纯度≥99.999％；

流速：1.0mL/min；

分流比：10：1；

所述质谱检测条件包括：

电离模式：电子轰击源，能量70eV，自动调谐；

四极杆温度：150℃；

离子源温度：230℃；

传输线温度：250℃；

溶剂延迟：2min；

监测方式：选择离子监测方式。

优选地，所述氯化钠溶液的质量浓度为10～30％。

优选地，所述待测样品包括固体待测样品或液体待测样品；所述固体待测样品的粒径为20目～80目。

优选地，当所述待测样品为固体待测样品时，所述固体待测样品与氯化钠溶液的用量比为0.2～1.0g：10mL；

当所述待测样品为液体待测样品时，所述液体待测样品与氯化钠溶液的体积比为0.2～2mL：10mL。

优选地，所述混合液中内标物的浓度为5～20ng/mL。

优选地，所述混合液中内标物的浓度为10ng/mL。

优选地，所述顶空进样的参数包括：加热时间为30min，平衡温度为60℃，进样针温度为70℃，进样体积为1mL，进样速度为30mL/min，GC循环时间为35min，样品瓶振动频率为150r/min。

本发明提供了一种婴幼儿食品中呋喃及烷基呋喃化合物的检测方法，包括以下步骤：将待测样品、氯化钠溶液和内标物混合，将所得混合液采用顶空进样的方式进行气相色谱-质谱法检测，得到待测样品中待测物相对内标物的峰面积比值；所述待测物包括呋喃和烷基呋喃化合物，所述烷基呋喃化合物包括2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2-乙基呋喃、2,5-二甲基呋喃和2-戊基呋喃；所述内标物包括D

本发明采用顶空进样法，不使用有机溶剂，对环境友好，且样品前处理简单易操作；另外，本发明进行气相检测时以DB-624柱为色谱柱能够实现2-乙基呋喃和2,5-二甲基呋喃的分离；同时，分别以D

附图说明

图1为质量浓度为20％的氯化钠溶液的总离子流图；

图2为浓度为10ng/mL的内标混合应用液的总离子流图；

图3为浓度为10ng/mL的内标混合应用液和浓度为10ng/mL的标准混合液的总离子流图；

图4～图6为图3的局部放大图；

图7为婴儿米粉的总离子流图；

图8为婴儿乳粉的总离子流图；

图9为婴儿罐装果蔬泥的总离子流图；

图10为婴儿罐装肉泥的总离子流图；

图11为色谱柱为HP-PLOT进行检测的总离子流图；

图12为图11中2-乙基呋喃和2,5-二甲基呋喃部分的局部放大图。

具体实施方式

本发明提供一种婴幼儿食品中呋喃及烷基呋喃化合物的检测方法，包括以下步骤：

将待测样品、氯化钠溶液和内标物混合，将所得混合液采用顶空进样的方式进行气相色谱-质谱法检测，得到待测样品中待测物相对内标物的峰面积比值；所述待测物包括呋喃和烷基呋喃化合物，所述烷基呋喃化合物包括2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2-乙基呋喃、2,5-二甲基呋喃和2-戊基呋喃；所述内标物包括D

基于呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2-甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、3-甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2-乙基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2,5-二甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线和2-戊基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线，得到所述待测样品中呋喃及烷基呋喃化合物的含量。

在本发明中，如无特殊说明，本发明所用原料均优选为市售产品。

本发明将待测样品、氯化钠溶液和内标物混合，将所得混合液采用顶空进样的方式进行气相色谱-质谱法检测，得到待测样品中待测物相对内标物的峰面积比值。

在本发明中，所述待测样品在与氯化钠溶液和内标物混合前，优选在4℃或-18℃条件下存储，以避免待测样品中呋喃化合物的挥发损失；所述内标物优选在-18℃下避光保存。

在本发明中，所述氯化钠溶液的浓度优选为10～30％，进一步优选为20％。

在本发明中，所述待测样品优选包括固体待测样品或液体待测样品；所述固体待测样品优选包括婴幼儿乳粉、婴幼儿米粉、罐装果蔬泥、罐装肉泥、谷物辅助食品、小麦早餐食或燕麦早餐食；所述液体待测样品优选包括但不局限于苹果汁或橙汁饮料。在本发明中，当所述待测样品为固体待测样品时，所述固体待测样品的粒径优选为20目～80目；所述固体待测样品与氯化钠溶液的用量比优选为0.2～1.0g：10mL，进一步优选为0.5g：10mL。在本发明中，所述待测样品优选为液体待测样品时，所述液体待测样品与氯化钠溶液的体积比优选为0.2～2mL：10mL，进一步优选为0.5：10mL。

在本发明中，所述内标物包括D

在本发明中，所述待测样品、氯化钠溶液和内标物优选在顶空瓶中进行混合，所述混合具体优选包括以下步骤：

将待测样品定量放入顶空瓶中，加入氯化钠溶液，再加入内标物，并立即盖上顶空瓶盖子，混匀。

得到混合液后，本发明将所得混合液采用顶空进样的方式进行气相色谱-质谱法检测，得到待测样品中待测物相对内标物的峰面积比值。

在本发明中，所述顶空进样的参数优选包括：所述顶空进样的参数包括：加热时间为30min，平衡温度为60℃，进样针温度为70℃，进样体积为1mL，进样速度为30mL/min，GC循环时间为35min，样品瓶振动频率为150r/min。

在本发明中，所述气相质谱检测的参数包括气相色谱条件和质谱检测条件；

所述气相色谱条件包括：

色谱柱：DB-624毛细管色谱柱，30m×0.25mm×1.4μm；

进样口温度：250℃；

柱温：初温40℃，保持2min，以5℃/min升至70℃，以20℃/min升至210℃，250℃后运行10min；

载气：氦气，纯度≥99.999％；

流速：1.0mL/min；

分流比：10：1；

所述质谱检测条件包括：

电离模式：电子轰击源，能量70eV，自动调谐；

四极杆温度：150℃；

离子源温度：230℃；

传输线温度：250℃；

溶剂延迟：2min；

监测方式：选择离子监测方式。

在本发明中，质谱检测监测离子信息如表1所示。

表1质谱检测监测离子信息汇总

注：带“*”的为定量离子。

在本发明中，所述待测样品中待测物相对内标物的峰面积比值分别包括呋喃相对D

到待测样品中待测物相对内标物的峰面积比值后，本发明基于呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2-甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、3-甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2-乙基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2,5-二甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线和2-戊基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线，得到所述待测样品中呋喃及烷基呋喃化合物的含量，得到所述待测样品中呋喃及烷基呋喃化合物的含量。

本发明对所述呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2-甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、3-甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2-乙基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线、2,5-二甲基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线和2-戊基呋喃浓度-峰面积比值标准曲线的获取方式不做具体限定，采用本领域技术人员数值的标准曲线的获取方式即可，在此不做过多介绍。

待测样品中呋喃类化合物含量按式(1)计算：

式中：

X

C

C

V——溶液体积，单位为毫升(mL)；

m——取样量，单位为克(g)；

计算结果以重复性条件下获得的两次独立测定结果的算术平均值表示，保留小数点后1位。

下面结合实施例对本发明提供的婴幼儿食品中呋喃及烷基呋喃化合物的检测方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

以下实施例所用顶空进样的参数优选为：所述顶空进样的参数包括：加热时间为30min，平衡温度为60℃，进样针温度为70℃，进样体积为1mL，进样速度为30mL/min，GC循环时间为35min，样品瓶振动频率为150r/min；

以下实施例所用的色谱和质谱参数均为：

所述气相色谱条件包括：

色谱柱：DB-624毛细管色谱柱，30m×0.25mm×1.4μm；

进样口温度：250℃；

柱温：初温40℃，保持2min，以5℃/min升至70℃，以20℃/min升至210℃，250℃后运行10min；

载气：氦气，纯度≥99.999％；

流速：1.0mL/min；

分流比：10：1；

所述质谱检测条件包括：

电离模式：电子轰击源，能量70eV，自动调谐；

四极杆温度：150℃；

离子源温度：230℃；

传输线温度：250℃；

溶剂延迟：2min；

监测方式：选择离子监测方式。

实施例1

(1.1)2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2-乙基呋喃、2,5-二甲基呋喃、2-戊基呋喃5种标准混合贮备液(2.0mg/mL)：分别称取2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2-乙基呋喃、2,5-二甲基呋喃、2-戊基呋喃50.0mg于25mL容量瓶中，用甲醇溶解定容，转入棕色储液瓶中-18℃避光保存，有效期1年。

(1.2)2-甲基呋喃、3-甲基呋喃、2-乙基呋喃、2,5-二甲基呋喃、2-戊基呋喃5种标准混合中间液(100μg/mL)：取0.5mL 2.0mg/mL 5种标准混合贮备液于10mL容量瓶中，用甲醇定容，转入棕色储液瓶中-18℃避光保存，有效期3个月。

(1.3)标准混合应用液(1.0μg/mL)：分别吸取呋喃标准甲醇溶液(100μg/mL)、步骤(1.2)配制的标准溶液0.25mL于25mL容量瓶中，用甲醇定容，-18℃避光保存，有效期1个月。

(1.4)标准混合溶液(0.10μg/mL)：吸取1.3标准溶液1.0mL于10mL容量瓶中，用甲醇定容，-18℃避光保存，有效期1周。

(1.5)D

(1.6)D

(1.7)D

(1.8)D

(1.9)D

(1.10)D

(1.11)D

(1.12)6种内标混合应用液(1.0μg/mL)：吸取1.0mL10.0μg/mL 5种内标混合溶液、5mL 2.0μg/mL D

取8个20mL顶空进样瓶，各加入10mL质量浓度为20％氯化钠溶液和100μL 1.0μg/mL 6种内标混合应用液于顶空瓶中，依次分别加入0、20μL、50μL、100μL 0.1μg/mL 6种呋喃类混合标准使用液，20μL、50μL、100μL、200μL1.0μg/mL 6种呋喃类混合标准使用液，盖上顶空瓶盖，混匀，制成浓度为0ng/mL、0.2ng/mL、0.5ng/mL、1.0ng/mL、2.0ng/mL、5.0ng/mL、10.0ng/mL、20.0ng/mL的混合标准液，临用时加入内标物，内标物的浓度为10.0ng/mL，供气相质谱检测后，绘制标准曲线，结果如表2所示。

表2标准线性范围及相关系数

从表2可以看出：6种化合物相关系数均在0.999以上，说明采用内标法顶空气相色谱制品检测6种化合物在该浓度范围，仪器线性相关性较好，定量准确。

实施例2

在20mL顶空进样瓶中加入10mL质量浓度为20％氯化钠溶液，进行气相质谱检测，所得谱图如图1所示。

在20mL顶空进样瓶中加入10mL质量浓度为20％氯化钠溶液，加入浓度分别为10ng/mL的6种内标物，盖紧瓶盖，放入自动顶空进样装置进行气相质谱分析，所得谱图如图2所示。

从图1和图2可以看出：本实验条件下，氯化钠溶液空白值控制较好，没有干扰物。氯化钠的加入会促使待测化合物挥发，提高灵敏度，同时起到防止微生物作用。

在20mL顶空进样瓶中加入10mL质量浓度为20％氯化钠溶液，加入浓度分别为10ng/mL的6种内标物和浓度分别为10ng/mL的标准品，盖紧瓶盖，放入自动顶空进样装置进行气相质谱分析，所得总离子流图如图3所示；图4～图6为图3所得总离子流图的局部放大图。

从图3～6可以看出：各化合物分离完全，方法定性定量准确；且能够使同分异构体2-乙基呋喃和2,5-二甲基呋喃能够很好分离。

实施例3

取婴幼儿乳粉、米粉、果蔬泥和肉泥0.5g(精确至0.001g)至20mL顶空进样瓶中，加入10mL质量浓度为20％氯化钠溶液，加入浓度分别为10ng/mL的6种内标物，盖紧瓶盖，放入自动顶空进样装置进行气相质谱分析；按照检测物质的10倍信噪比，确定物质的定量限(LOQ)，结果如表3所示；按照检测物质的3倍信噪比，确定物质的检出限(LOD)，结果如表3所示。

表3各类化合物定量限、检出限(μg/kg)

实施例4

加标回收率

称取0.50g(精确至0.001g)已知物质含量的样品至20mL顶空进样瓶中，加入10mL质量浓度为20％氯化钠溶液，加入浓度分别为10ng/mL的6种内标物，加入浓度分别为0.25ng/mL、2.5ng/mL的混合标准品，盖紧瓶盖，放入自动顶空进样装置进行气相质谱分析，相当于样品加标5.0μg/kg、50.0μg/kg。所得平均回收率如表4所示。

表4婴幼儿食品加标平均回收率

从表4可以看出：6种呋喃类化合物的回收率在85.2～107.7％，RSD均小于10％。

实施例5

采集市售的婴儿米粉放入-18℃冰柜冷冻2小时，尽快取样分析。

称取0.5g(精确至0.001g)婴儿米粉放入20mL顶空瓶中，加入10mL质量浓度为20％的氯化钠溶液，再加入100μL 6种内标混合应用液(混合液中内标物的浓度独立地为10ng/mL)，并立即盖上顶空瓶盖子，混匀，放置到顶空进样装置上自动进行气相质谱检测，所得总离子流图如图7所示。

基于实施例1的标准曲线和计算方法，得到：市售婴儿米粉中，呋喃的含量为26.8μg/kg，2-甲基呋喃的含量为4.7μg/kg；3-甲基呋喃的含量为2.0μg/kg；2-乙基呋喃的含量为3.0μg/kg；2,5-二甲基呋喃的含量为<2.0μg/kg；2-戊基呋喃的含量为50.9μg/kg。

按照上述方案对市售的婴儿乳粉进行检测，所得总离子流图如图8所示。

基于实施例1的标准曲线和计算方法，得到：市售婴儿乳粉中，呋喃的含量为4.5μg/kg，2-甲基呋喃的含量为3.0μg/kg；3-甲基呋喃的含量为2.5μg/kg；2-乙基呋喃的含量为8.0μg/kg；2,5-二甲基呋喃的含量为<2.0μg/kg；2-戊基呋喃的含量为9.9μg/kg。

按照上述方案对市售的婴儿罐装果蔬泥进行检测，所得总离子流图如图9所示。

基于实施例1的标准曲线和计算方法，得到：市售婴儿罐装果蔬泥中，呋喃的含量为6.4μg/kg，2-甲基呋喃的含量为3.4μg/kg；3-甲基呋喃的含量为2.8μg/kg；2-乙基呋喃<2.0μg/kg；2,5-二甲基呋喃<2.0μg/kg；2-戊基呋喃<2.0μg/kg。

按照上述方案对市售的婴儿罐装肉泥进行检测，所得总离子流图如图10所示。

基于实施例1的标准曲线和计算方法，得到：市售婴儿罐装肉泥中，呋喃的含量为18.9μg/kg，2-甲基呋喃的含量为8.7μg/kg；3-甲基呋喃的含量为3.4μg/kg；2-乙基呋喃的含量为11.4μg/kg；2,5-二甲基呋喃<2.0μg/kg；2-戊基呋喃的含量为42.2μg/kg。

对比例1

将气相色谱条件中的色谱柱替换为HP-PLOT色谱柱。

采用上述色谱条件测试实施例2中含有内标物和标准品的标准混合液，所得总离子流图如图11所示，图12为图11中2-乙基呋喃和2,5-二甲基呋喃部分的局部放大图。对比图12和图5可以看出，采用HP-PLOT色谱柱进行检测，不能将2-乙基呋喃和2,5-二甲基呋喃分开；而DB-624毛细管色谱柱可以将其分离。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。