羅 蕓, 鄢愛平, 劉 翻, 萬益群*,

(1.南昌大學(xué)化學(xué)學(xué)院，江西南昌 330031；2.江西省現(xiàn)代分析科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌大學(xué)分析測(cè)試中心，江西南昌 330031)

食品乳化劑屬于表面活性劑，能使油與水“互溶”，廣泛用于面包、糕點(diǎn)、餅干、人造奶油、冰淇淋、飲料、乳制品、巧克力等食品的加工中[1]。乳制品是人類膳食結(jié)構(gòu)中營(yíng)養(yǎng)成分較高的食物之一，在其加工過程中往往會(huì)加入一定量的乳化劑以穩(wěn)定其品質(zhì)[2 - 4]。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)乳制品中的乳化劑的研究主要集中在乳化劑乳化性能、復(fù)配型乳化劑配比對(duì)乳制品品質(zhì)的影響等方面[5 - 9]。馬永軒等[7]研究了蔗糖脂肪酸酯乳化劑對(duì)谷物飲品的穩(wěn)定性的影響，通過計(jì)算離心沉淀率探究了蔗糖脂肪酸酯和蔗糖單硬脂肪酸酯的復(fù)配比對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，同時(shí)發(fā)現(xiàn)添加蔗糖和三聚磷酸鈉可以改善體系的穩(wěn)定性。梁克中等[8]研究發(fā)現(xiàn)復(fù)配乳化劑比單一乳化劑對(duì)改善食品的穩(wěn)定性有更好的效果。而乳制品中乳化劑含量檢測(cè)的研究報(bào)道相對(duì)較少。乳制品中乳化劑的檢測(cè)方法主要包括氣相色譜和液相色譜。姜瑞清等[10]采用氣相色譜-氫火焰離子化檢測(cè)技術(shù)，建立了一種液態(tài)奶中單硬脂酸甘油酯的含量分析方法。 Fagan等[11]建立了一種基于固相萃取的氣相色譜-質(zhì)譜分析方法，并用于牛奶和乳制品成分中單酰基甘油(MAG)和二酰甘油(DAG)的測(cè)定，前處理使用Bligh和Dyer方法提取牛奶脂質(zhì)，固相萃取逐步洗脫分離單甘酯和雙甘酯，樣品前處理過程相對(duì)較為復(fù)雜。由于乳制品加工過程中所添加的乳化劑量的多少對(duì)其品質(zhì)的穩(wěn)定性及安全性有影響，因此，研究建立乳制品中乳化劑快速、簡(jiǎn)便分析新技術(shù)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

本文采用簡(jiǎn)便的液-液萃取方法，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，構(gòu)建了一種乳制品中多種單甘酯乳化劑的分析新方法，并應(yīng)用于實(shí)際樣品的檢測(cè)，取得了較好的結(jié)果，為乳制品品質(zhì)監(jiān)管提供了一種新的手段。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)，Agilent公司)，包括7080B色譜系統(tǒng)、5977MSD和NIST圖譜檢索庫；MD200-2氮吹儀(杭州奧盛儀器有限公司)；MS2迷你振蕩器(廣州儀科實(shí)驗(yàn)技術(shù)有限公司)；TG20.5高速離心機(jī)(上海盧湘儀離心機(jī)有限公司)；MILLI-QS超純水器(美國(guó)，Millipore公司)。

單棕櫚酸甘油酯(1-Palmitoyl-rac-glycerol)、單油酸甘油酯(1-Oleoyl-rac-glycerol)標(biāo)準(zhǔn)品均購自TRC公司(Toronto Research Chemicals )；單硬脂酸甘油酯(Glyceryl monostearate)標(biāo)準(zhǔn)品購自Aladdin公司；硅烷化試劑N,O-雙(三甲基硅)三氟乙酰胺(含三甲基氯硅烷)(BSTFA+1%TMCS)購自Sigma公司；二氯甲烷為色譜純，購自安徽天地高純?nèi)軇┯邢薰?；吡啶和正庚烷均購自Aladdin公司。

1.2 色譜及質(zhì)譜條件

色譜條件：色譜柱為HP-5MS毛細(xì)管柱；升溫程序：初始溫度為60 ℃，以30 ℃/min升至270 ℃，3 ℃/min升至285 ℃；載氣：高純氦氣；流速：1.0 mL/min；進(jìn)樣量：1.0 μL；分流比：10∶1；進(jìn)樣口溫度：250 ℃。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量：70 eV；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；溶劑延遲：6.5 min；采集方式：選擇離子模式(SIM)掃描。三種目標(biāo)物質(zhì)質(zhì)譜檢測(cè)參數(shù)如表1所示。

表1 目標(biāo)化合物相關(guān)質(zhì)譜參數(shù)

1.3 樣品前處理

準(zhǔn)確移取0.5 mL左右牛奶樣品，加入5.0 mL水并混勻，再加入10.0 mL二氯甲烷進(jìn)行萃取，振蕩10 min。13 000 r/min離心分離10 min，收集下層有機(jī)相。再用10.0 mL二氯甲烷重復(fù)上述萃取步驟，合并有機(jī)相。取1.0 mL萃取液用氮?dú)獯蹈?，加?0 μL吡啶溶解，再加入100 μL BSTFA+1%TMCS衍生化試劑，于70 ℃下反應(yīng)40 min，并用正庚烷定容至1.0 mL，待測(cè)。

2 結(jié)果與討論

圖1 單棕櫚酸甘油酯、單油酸甘油酯和單硬脂酸甘油酯SIM色譜圖Fig.1 SIM chromatogram of glyceryl monopalmitate,glyceryl monooleate and glyceryl monostearate1:Glyceryl monopalmitate(100 mg/L);2:Glyceryl monooleate(100 mg/L);3:Glyceryl monostearate(100 mg/L).

2.1 色譜分離及質(zhì)譜檢測(cè)條件的選擇

為使衍生化后的三種單甘酯乳化劑能較好地分離檢測(cè)，對(duì)色譜分離條件(包括進(jìn)樣口溫度、色譜柱類型和程序升溫等條件)及質(zhì)譜檢測(cè)條件進(jìn)行了優(yōu)化，最終選擇“1.2”的色譜分離及質(zhì)譜分析條件。在優(yōu)化的條件下，三種目標(biāo)物在11 min內(nèi)得到了較好分離，色譜圖見圖1。

2.2 衍生化條件的優(yōu)化

本研究選擇BSTFA+1%TMCS為衍生化試劑，取0.2 mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，衍生反應(yīng)時(shí)間固定為1 h，考察了衍生試劑的用量分別為50、100、150、200、250、300 μL對(duì)目標(biāo)物衍生效果的影響，結(jié)果見圖2(a)。結(jié)果表明，當(dāng)衍生試劑用量為100 μL時(shí)，三種目標(biāo)物響應(yīng)值達(dá)到最大，最終選擇衍生試劑用量為100 μL。衍生時(shí)間對(duì)衍生化反應(yīng)具有較大影響，實(shí)驗(yàn)考察了10～60 min范圍內(nèi)衍生時(shí)間對(duì)目標(biāo)物衍生化效果的影響。如圖2(b)所示，隨著衍生反應(yīng)時(shí)間的增加，目標(biāo)物響應(yīng)值增大并在40 min時(shí)達(dá)到最大。因此，衍生時(shí)間選擇40 min。

圖2 衍生試劑用量(a)和衍生時(shí)間(b)對(duì)單棕櫚酸甘油酯、單油酸甘油酯和單硬脂酸甘油酯衍生效果的影響Fig.2 Effect of the amount of derivatization reagent(a) and derivatization time(b) on the derivatization of glyceryl monopalmitate,glyceryl monooleate and glyceryl monostearate1:Glyceryl monopalmitate(100 mg/L);2:Glyceryl monooleate(100 mg/L);3:Glyceryl monostearate(100 mg/L).

2.3 樣品提取條件的選擇

根據(jù)目標(biāo)分析物及乳制品樣品的特性，本實(shí)驗(yàn)選用二氯甲烷為溶劑提取乳制品中目標(biāo)物，并考察了提取方式、提取溶劑用量以及提取時(shí)間對(duì)目標(biāo)物提取效率的影響。結(jié)果表明，采用二次提取比一次提取效果更好。在蒙牛純牛奶樣品中添加一定量的單棕櫚酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯和單油酸甘油酯，研究不同用量二氯甲烷對(duì)目標(biāo)物的提取效果，結(jié)果見圖3(a)。每次用10 mL的二氯甲烷進(jìn)行提取，分兩次提取，即可達(dá)到完全提取的效果。

改變提取時(shí)間，考察了對(duì)目標(biāo)物提取效率的影響，結(jié)果見圖3(b)。隨著提取時(shí)間增加目標(biāo)物提取效率增大，在10 min時(shí)達(dá)到最大，而后延長(zhǎng)提取時(shí)間，目標(biāo)物回收率反而有所下降，究其原因可能是隨著振蕩提取時(shí)間的延長(zhǎng)，目標(biāo)物產(chǎn)生了一定水解。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇提取時(shí)間為10 min。

圖3 CH2Cl2的用量(a)和提取時(shí)間(b)對(duì)單棕櫚酸甘油酯、單油酸甘油酯和單硬脂酸甘油酯提取效果的影響Fig.3 Effect of the dosage of CH2Cl2(a) and extraction time(b) on the extraction efficiency of glyceryl monopalmitate,glyceryl monooleate and glyceryl monostearateSample 0.5 mL;1:Glyceryl monopalmitate(2 mg/L);2:Glyceryl monooleate(20 mg/L);3:Glyceryl monostearate(20 mg/L)).

2.4 線性方程及檢出限

為消除樣品基質(zhì)對(duì)分析結(jié)果的影響，本實(shí)驗(yàn)采用基質(zhì)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，以乳制品的二氯甲烷提取液為溶劑，配制一系列不同濃度的單棕櫚酸甘油酯、單油酸甘油酯和單硬脂酸甘油酯混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，在優(yōu)化的衍生化條件下進(jìn)行衍生，并在選擇的色譜及質(zhì)譜條件下進(jìn)行分析，以峰面積(y)對(duì)分析物濃度(x)進(jìn)行線性回歸，得到線性回歸方程，結(jié)果見表2。單棕櫚酸甘油酯(1～20 mg/L)、單油酸甘油酯(5～100 mg/L)和單硬脂酸甘油酯(10～200 mg/L)線性關(guān)系良好(R2>0.992)。三種目標(biāo)分析物檢出限和定量限分別在0.262～1.203 mg/L和0.873～4.010 mg/L范圍內(nèi)。

表2 單棕櫚酸甘油酯、單油酸甘油酸和單硬脂酸甘油酯的線性方程、檢出限及定量限

2.5 回收率與精密度

選擇市售酸牛奶和純牛奶樣品，分別添加三個(gè)不同濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)單甘酯溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，每個(gè)水平平行測(cè)定6次，結(jié)果見表3。三個(gè)目標(biāo)物的加標(biāo)回收率在63.5%～111.7%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD,n=6)小于3.0%。表明本方法具有較好的準(zhǔn)確性和精密度，可以用于實(shí)際樣品的測(cè)試。

表3 乳制品中單棕櫚酸甘油酯、單油酸甘油酯和單硬脂酸甘油酯加標(biāo)回收結(jié)果(n=6)

2.6 樣品測(cè)定

從本地超市購買了6種不同品牌的乳制品樣品，應(yīng)用所建立的方法進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見表4。所有樣品中均檢測(cè)到了單棕櫚酸甘油酯和單硬脂酸甘油酯，未檢測(cè)到單油酸甘油酯。其中單棕櫚酸甘油酯和單硬脂酸甘油酯濃度范圍分別為29.2～85.4 mg/L和395.8～843.7 mg/L。

表4 實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果(n=3)

3 結(jié)論

本文以二氯甲烷為提取溶劑，BSTFA+1%TMCS為衍生化試劑，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，建立了一種乳制品中單棕櫚酸甘油酯、單油酸甘油酯和單硬脂酸甘油酯同時(shí)分析新方法。在優(yōu)化的提取和衍生化條件下，樣品的加標(biāo)回收率在63.5%～111.7%范圍內(nèi)，RSD小于3%。該方法簡(jiǎn)單、快速，且具有較好的準(zhǔn)確性，可適用于乳制品中單甘酯乳化劑的定性及定量分析。