彭小東,李紅洲,談曉君,肖超,張建
1. 貴州省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測院(貴陽 550014);2. 國家酒類及加工食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(貴陽 550014)
氨基甲酸乙酯(Ethyl Carbamate,EC),又稱尿烷,自然存在于發(fā)酵食品和飲料酒中,主要是在其發(fā)酵過程和存儲過程中產(chǎn)生[1-2]。早有研究表明,EC對動物具有致癌作用,可導(dǎo)致動物出現(xiàn)肺癌、淋巴癌和皮膚癌等疾病,其中對猴子的致癌作用表明EC對人類也可能存在致癌的風(fēng)險[3-5]。2007年,國際癌癥研究機(jī)構(gòu)將EC歸為2A類致癌物。許多國家在飲料酒中已有對EC最大允許限量進(jìn)行相關(guān)規(guī)定,雖然各國并不一致,但對蒸餾酒中EC的最大限量主要參考了加拿大的標(biāo)準(zhǔn),為150 μg/L[6-7]。目前,國內(nèi)外暫時沒有針對中國白酒中EC的最大限量,但隨著人們對食品安全的日益關(guān)注以及中國白酒不斷走向世界,尤其是以茅臺為代表的醬香型白酒,對飲料酒安全方面的要求必將不斷提高。
目前,有關(guān)EC檢測的主要方法有GC-MS、LC-MS及HPLC-FLD等[8-10],其中我國強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.223—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基甲酸乙酯的測定》是現(xiàn)階段最常用的檢測方法[11],采用的是固相萃取-氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)法,該方法具有靈敏度高、選擇性好和穩(wěn)定性強(qiáng)等特點,但樣品的前處理過程較為繁瑣,檢測成本較高。為提高試驗效率、簡化前處理過程、節(jié)約試驗成本,試驗比較了液-液萃取和固相萃取2種前處理方式對EC提取的效果。同時,對來自100多家酒廠的326個醬香成品酒中的EC含量的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析(2018—2019年),并對醬香成品酒中的EC進(jìn)行風(fēng)險評估,為進(jìn)一步研究我國醬香白酒中EC提供數(shù)據(jù)支持,也為監(jiān)管部門制定白酒中EC的限量標(biāo)準(zhǔn)提供參考。
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS,5975C+7890A,EI源);Milli-Q超純水裝置(美國,Millipore);電子天平(梅特勒,感量為0.000 1 g);旋渦混合儀(上海滬西分析儀器有限公司)。
氨基甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度99.0%,阿拉?。?;d5-氨基甲酸乙酯(純度98.0%,阿拉?。?;氯化鈉(分析純,國藥試劑);乙酸乙酯(色譜純,F(xiàn)isher);堿性硅藻土(Cat:HC1001000-9,Agela Technologies);EC檢測專用商品柱(LOT:SBEQCA3999,CNW Technologies)。
酒樣:共326個酒樣,均為醬香成品酒(51%vol~ 54%vol)。
1.2.1 樣品前處理
液-液萃取法:準(zhǔn)確移取2.0 mL酒樣于具塞玻璃離心管中,然后移取50 μL 5 μg/mL的氨基甲酸乙酯內(nèi)標(biāo)(d5-EC),加入0.5 g NaCl,渦旋振蕩溶解、混勻后,準(zhǔn)確加入2.0 mL乙酸乙酯,振蕩提取5 min,靜置分層后,吸取上層清液,待GC-MS上機(jī)分析。
固相萃取法:1)商品柱,參考標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.223—2014[11]的方法,準(zhǔn)確移取2.0 mL酒樣于具塞玻璃離心管中,然后加入50 μL 5 μg/mL的氨基甲酸乙酯內(nèi)標(biāo)(d5-EC)、0.3 g氯化鈉,超聲溶解,混勻,加樣到固相萃取柱上,在真空條件下將樣品溶液緩慢滲入萃取柱中,靜置10 min。經(jīng)10 mL正己烷淋洗,用10 mL 5%乙酸乙酯-乙醚溶液以約1 mL/min流速進(jìn)行洗脫,洗脫液經(jīng)裝有2 g無水硫酸鈉脫水后,收集于10 mL氮吹管中,室溫下氮氣吹至約0.5 mL,甲醇定容至1.00 mL制成待測液,供GC/MS分析。2)手動填充固相萃取柱,準(zhǔn)確稱取4 g堿性硅藻土填充至10 mL的塑料針筒中(底部墊適量脫脂棉),制成固相萃取柱,其他前處理步驟同1)。
空白樣,用無水乙醇配制成53%vol酒精水溶液,其他處理同上。
1.2.2 GC-MS條件
氣相色譜條件:色譜柱,Agilent HP-INNOWAX石英毛細(xì)管柱,30 m×0.25 mm×0.25 μm;進(jìn)樣口溫度,220 ℃;載氣,氦氣,純度≥99.99%;流速,1 mL/min;進(jìn)樣方式,不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣體積,1 μL。程序升溫:50 ℃保持1 min,以8 ℃/min升至180 ℃。
質(zhì)譜條件:EI電離源,電子能量70 eV,離子源溫度,300 ℃;掃描范圍,m/z 45~600;采用多反應(yīng)監(jiān)測(T-SRM)模式。EC選擇監(jiān)測離子m/z 44,62和89,定量離子m/z 62;d5-EC選擇監(jiān)測離子m/z 64,44和89,定量離子m/z 64。
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線
EC、d5-EC標(biāo)準(zhǔn)儲備液:分別準(zhǔn)確稱取0.01 g(精確到0.000 1 g)EC和d5-EC標(biāo)準(zhǔn)品,分別置于兩個10 mL的容量瓶中,加入色譜甲醇溶解后,定容至刻度,質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL。
標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液:用色譜甲醇對EC標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液進(jìn)行梯度稀釋,得到10,20,50,100,200和400 ng/mL系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(內(nèi)含125.0 ng/mL的d5-EC)。
1.2.4 計算公式
1) EC含量按式(1)計算。
式中:X為樣品中EC的含量,μg/L;C為標(biāo)準(zhǔn)曲線定量的樣品中EC的質(zhì)量濃度,ng/mL;C0為空白EC的質(zhì)量濃度,ng/mL;V為提取液體積,mL;v為取樣體積,g;d為稀釋倍數(shù)。
2) 暴露邊界比(Margin of Exposure,MOE)按式(2)計算[12]。
式中:MOE為暴露邊界值;BMDL為基準(zhǔn)劑量下限,為動物實驗得到的基準(zhǔn)劑量下限值,mg/(kg·bw);人群估計攝入量表示調(diào)查所得到的人群估計攝入值,mg/(kg·bw)。
由圖1可知,d5-EC與EC的保留時間分別為13.645和13.735 min。
圖1 EC及d5-EC的總離子色譜圖
以EC與內(nèi)標(biāo)d5-EC響應(yīng)之比為橫坐標(biāo),質(zhì)量濃度之比為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。EC在10~400 ng/mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性良好,回歸方程:Y=1.470X+0.006 693,相關(guān)系數(shù)r2=1.000,以信噪比(S/N)的3倍計算檢出限,當(dāng)取樣量為2.0 mL時,EC的方法檢出限為1.2 μg/L。
圖2 EC的標(biāo)準(zhǔn)曲線
準(zhǔn)確移取2 mL醬香酒樣,檢測其EC的本底值,為56.01 μg/L。之后分別加入50,100和150 ng/mL的EC標(biāo)準(zhǔn)品溶液(內(nèi)含125 ng/mL的d5-EC),每個濃度做3個平行,進(jìn)行加標(biāo)試驗,計算EC的平均回收率和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),比較液-液萃取法和固相萃取法兩種前處理方式的提取效果,結(jié)果見表1。
液-液萃取法和固相萃取法(商品柱)均具有很好的回收率(回收率范圍在92.50%~102.12%之間),精密度也均很好(RSD<3.64%),二者差異不明顯。手動填充的固相萃取柱的回收率(83.62%~ 90.93%)和精密度(3.99%~8.55%)均較之前二者要低,這與人工手動填充的固相萃取柱中的堿性硅藻土的密度不均勻,上樣及洗脫的過程中易產(chǎn)生氣泡有關(guān),影響了回收率和穩(wěn)定性。由于固相萃取法的前處理過程較為復(fù)雜,較為耗費(fèi)時間,而且商品柱的費(fèi)用高,因此試驗采用液-液萃取的前處理方法。
選取3個EC含量不同的醬香成品酒,每個樣品做3個平行,按照1.2.1的方法(液-液萃取法)進(jìn)行前處理,上機(jī)分析,根據(jù)所得EC結(jié)果計算方法精密度(RSD),結(jié)果見表2。3個醬香型白酒中的EC所測數(shù)據(jù)的RSD<2.91%,方法精密度良好。
表1 不同萃取方式EC的加標(biāo)回收率
表2 EC檢測方法的精密度
醬香成品酒中EC的檢測結(jié)果及分布情況見圖3和表3。結(jié)果顯示,326份醬香成品酒中,99.4%的酒樣中檢出了EC,平均含量為86.9 μg/L,其中有10.4%的酒樣EC含量超過了加拿大規(guī)定的蒸餾酒中EC的限量標(biāo)準(zhǔn)(150 μg/L),最高含量達(dá)359.4 μg/L,為限量標(biāo)準(zhǔn)的2.4倍。
圖3 醬香成品酒EC含量散點圖
EC的基準(zhǔn)劑量下限值(BMDL)每天為0.3 mg/(kg·bw)[13]。根據(jù)《2018年度醬酒報告》[14],2018年全國醬香白酒總銷售量約6×108L,醬香型白酒的消費(fèi)人群占比在20%左右,對應(yīng)2018年人口(139 538萬人)比值得到人均飲酒量為0.005 9 L/d。按醬香成品酒EC含量的平均水平(86.9 μg/L)計算,不考慮其他EC攝入途徑,人群估計攝入量每天為8.55 ng/(kg·bw)(人群標(biāo)準(zhǔn)體重以60 kg計),MOE值為35 088?;趧游飳嶒灁?shù)據(jù),當(dāng)MOE值<10 000時,致癌風(fēng)險較大,MOE越小,致癌風(fēng)險越大[15]。由此可知,醬香型白酒中EC對人群的致癌風(fēng)險相對較小。
表3 醬香成品酒中的EC含量
采用GC-MS法對醬香型白酒中的EC進(jìn)行檢測分析,比較了液-液萃取法和固相萃取法兩種前處理方式,結(jié)果發(fā)現(xiàn)液-液萃取法與固相萃取法(商品柱)的回收率和精密度均很好;而手動填充的堿性硅藻土固相萃取柱的回收率和精密度均低于二者。從前處理步驟的難易程度及試劑耗材的成本考慮,最終選擇液-液萃取法作為此次試驗的前處理方法。該方法提高了提取效率,節(jié)約了試驗成本,縮短了分析時間,適合大批量樣品的實驗分析,EC的加標(biāo)回收率為92.5%~100.23%,檢出限為1.2 μg/L,相關(guān)系數(shù)r2=1.000,精密度RSD<3%,表明該方法穩(wěn)定、靈敏度高。
此次試驗發(fā)現(xiàn)326份醬香成品酒中有99.4%的酒樣檢出EC,表明EC普遍存在于醬香型白酒中,EC的平均含量為86.9 μg/L,其中10.4%的酒樣中EC的含量高于國際常用蒸餾酒限量標(biāo)準(zhǔn)(150 μg/L)。醬香成品酒中EC的MOE值為35 088,致癌風(fēng)險相對較低,但不同酒廠的生產(chǎn)工藝各異,EC含量相差也較大,最高含量可達(dá)359.4 μg/L,為國際常用蒸餾酒限量標(biāo)準(zhǔn)的2.4倍,因此降低醬香白酒中EC的含量勢在必行,而現(xiàn)階段我國尚無標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定白酒中EC的限量,應(yīng)盡快制定相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn),以標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)生產(chǎn)、規(guī)范生產(chǎn),才能更好地保護(hù)消費(fèi)者的飲食健康。