劉 艷,周 玉,劉 莎,唐艷榮,陸 瑤,孫 莉
(1湖北信嘉檢測(cè)科技有限公司,湖北咸寧 437100;2.黃鶴樓酒業(yè)有限公司,湖北武漢 430050)
氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,簡(jiǎn)稱EC,分子式為H2NCOOC2H5),又稱尿烷,是食物在發(fā)酵或者存儲(chǔ)過(guò)程中天然產(chǎn)生的物質(zhì)。氨基甲酸乙酯是一種可以引起肺腫瘤、淋巴癌、肝癌、皮膚癌等疾病的可致癌物質(zhì)。發(fā)酵食品中含有氨基甲酸乙酯是食品安全的潛在危害[1],因此,對(duì)食品中氨基甲酸乙酯含量的檢測(cè)是對(duì)消費(fèi)者健康安全的保障。氨基甲酸乙酯是一種具有潛在致癌作用的化合物,存在于傳統(tǒng)的發(fā)酵食品中;乙醇對(duì)氨基甲酸乙酯的致癌性有促進(jìn)作用[2],國(guó)際癌癥研究署在1987年將其歸為2B類致癌物質(zhì),在2007年對(duì)其進(jìn)行再次評(píng)估后改為2A類致癌物。加拿大衛(wèi)生與防疫部門規(guī)定蒸餾酒中氨基甲酸乙酯的限量為150 μg/L,我國(guó)目前未對(duì)氨基甲酸乙酯出臺(tái)相關(guān)的限量標(biāo)準(zhǔn)。目前,酒中的氨基甲酸乙酯的檢測(cè)方法有高效液相色譜法、氣相色譜法。其中液相色譜法前處理操作復(fù)雜且效率不高;而氣相色譜-質(zhì)譜法有著對(duì)樣品的前處理?yè)p耗低、靈敏度高、分析效率高等特點(diǎn),在對(duì)氨基甲酸乙酯檢測(cè)的應(yīng)用中最為廣泛。本文對(duì)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基甲酸乙酯的測(cè)定》 (GB 5009.223—2014)的方法進(jìn)行了一定的改進(jìn),更換了GC-MS的色譜柱[3],以及洗脫液[4-5],選擇了穩(wěn)定的萃取方法[6],能夠安全有效地對(duì)白酒中的氨基甲酸乙酯進(jìn)行檢測(cè)。
試劑:氯化鈉(NaCl);正己烷(C6H14)色譜純;甲醇 (CH40)色譜純;二氯甲烷(CH2Cl2)色譜純;氨基甲酸乙酯專用萃取柱(CLEANERT)。
標(biāo)準(zhǔn)品:氨基甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品(C3H7O2N;CAS:51-79-6)純度>99.0%;D5-氨基甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品(C3H2D5NO2;CAS:73962-07-9)純度>99%。
樣品:市售白酒、自釀原酒。
儀器:氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(安捷倫8860-5977B);全自動(dòng)固相萃取儀(睿科FS360);氮吹儀;電子天平;漩渦振蕩混合器;超聲波清洗機(jī)。
1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
(1)D5-氨基甲酸乙酯儲(chǔ)備液(1.00 mg/mL)。準(zhǔn)確稱取0.01 g(精確到0.000 1 g)D5-氨基甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品,用甲醇溶解,定容到10 mL,備用。
(2)D5-氨基甲酸乙酯使用液(2.00 μg/mL)。取D5-氨基甲酸乙酯儲(chǔ)備液(1.00 mg/mL)0.10 mL,用甲醇定容至50 mL,備用。
(3)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(1.00 mg/mL)。稱取0.05 g(精確到 0.000 1 g)氨基甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)品,用甲醇溶解并定容至50 mL。
(4)標(biāo)準(zhǔn)中間液①(10.0 μg/mL)。取氨基甲酸乙酯儲(chǔ)備液(1.00 mg/mL)1.00 mL,用甲醇定容至100 mL,備用。
(5)標(biāo)準(zhǔn)中間液②(0.50 μg/mL)。取氨基甲酸乙酯中間液①(10.0 μg/mL)5.00 mL,用甲醇定容至100 mL,備用。
(6)標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制。分別吸取標(biāo)準(zhǔn)中間液②(0.50 μg/mL)20.0 μL、50.0 μL、100.0 μL、200.0 μL、400.0 μL和標(biāo)準(zhǔn)中間液①(10.0μg/mL)40.0 μL、100.0 μL于7個(gè)1 mL容量瓶中;各加入D5-氨基甲酸乙酯使用液(2.00 μg/mL)100 μL,甲醇定容。使D5-氨基甲酸乙酯濃度為200 ng/mL,標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度分別為10.0 ng/mL、25.0 ng/mL、50.0 ng/mL、100.0 ng/mL、200.0 ng/mL、400.0 ng/mL和1 000.0 ng/mL。
1.2.2 樣品前處理
準(zhǔn)確量取2.00 mL酒樣于10 mL玻璃試管中,稱重并記錄酒樣的質(zhì)量m(精確到0.001 g);加入100.0 μLD5-氨基甲酸乙酯使用液(2.00 μg/mL),再加入0.3 g氯化鈉(經(jīng)過(guò)640 ℃烘2 h),超聲溶解,再轉(zhuǎn)移到萃取柱中。固相萃取儀設(shè)置的樣品制備流程見(jiàn)表1將洗脫液在室溫下用氮?dú)饩従彺抵良s0.5 mL,用甲醇定容到1.00 mL,此為待測(cè)液,供GC-MS檢測(cè)分析。
表1 固相萃取儀萃取流程表
1.2.3 儀器條件
色 譜 柱:DB-WAX UI柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度220 ℃;柱溫:初始溫度50 ℃,以15 ℃/min速率升至155 ℃,再以5 ℃/min的速率升至185 ℃后運(yùn)行:240 ℃運(yùn)行5 min。不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣體積1 μL;載氣:氮?dú)猓兌取?9.999%);流速1 mL/min;電離模式:EI源,離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;溶劑延遲11 min。氨基甲酸乙酯選擇監(jiān)測(cè)離子(m/z):44、62、74、89;定量離子:62;D5-氨基甲酸乙酯選擇監(jiān)測(cè)離子(m/z):64、76;定量離子:64。
該方法的內(nèi)標(biāo)物為D5-氨基甲酸乙酯,其是與氨基甲酸乙酯具有相同分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定同位素,且具有一致的物理化學(xué)性質(zhì),能夠有效消除基質(zhì)效應(yīng)和前處理等因素對(duì)分析結(jié)果的影響;在色譜分析中又能與待測(cè)物進(jìn)行充分地分離;最重要的是D5-氨基甲酸乙酯是一種人工合成物質(zhì),無(wú)法在生產(chǎn)過(guò)程中自然產(chǎn)生。這些特點(diǎn)使D5-氨基甲酸乙酯作為該檢測(cè)方法的內(nèi)標(biāo)物,大大優(yōu)于氨基甲酸丙酯。
此分析方法在預(yù)處理前加入內(nèi)標(biāo)物,當(dāng)混合溶液中的待測(cè)物和內(nèi)標(biāo)物的比值恒定時(shí),可以消除在預(yù)處理過(guò)程中帶入的不穩(wěn)定性因素的影響。
此方法的洗脫液使用的是二氯甲烷。二氯甲烷無(wú)色透明,易揮發(fā),具有類似醚的輕微刺激味道,且毒性小,穩(wěn)定性高,可很好地吸附固相萃取柱中的氨基甲酸乙酯;又因其易揮發(fā),氮吹時(shí)能大大節(jié)約時(shí)間,提高效率;《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基甲酸乙酯的測(cè)定》(GB 5009.223—2014)中所使用的5%乙酸乙酯-乙醚溶液,具有強(qiáng)烈的刺激性氣味,在通風(fēng)良好的環(huán)境也會(huì)對(duì)操作者的眼睛及呼吸系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激,不利于操作者的身心健康。因此,該方法選擇了二氯甲烷作為洗脫液,二氯甲烷在通風(fēng)良好的空間中氣味小,有更好的環(huán)保安全性。
本 試 驗(yàn) 選 擇 的 是DB-WAX UI柱(60 m×0.25 mm× 0.25 μm)。該色譜柱為超惰性色譜柱,不易與化合物產(chǎn)生吸附作用,固定相可用溶劑沖洗,并可耐受水溶液進(jìn)樣。在分析時(shí)能夠更加有效地分離氨基甲酸乙酯,提供對(duì)稱的峰形和更高的響應(yīng)。且該色譜柱可以檢測(cè)部分農(nóng)藥殘留的檢測(cè)項(xiàng)目,適用范圍廣泛,適用性強(qiáng)。氨基甲酸乙酯與其內(nèi)標(biāo)物的峰形完整且完全分開(kāi)。該方法的內(nèi)標(biāo)物在12.19 min出峰,目標(biāo)物在12.27 min出峰。
取1.2.1中所配制的標(biāo)準(zhǔn)曲線的樣品,用設(shè)定好的儀器條件對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。以濃度(ng/mL)為X軸,響應(yīng)(峰面積)為Y軸,繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=98.566X-542.66,R2=0.999 7。氨基甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性圖見(jiàn)圖1。
圖1 氨基甲酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性
用本方法對(duì)市售白酒和自釀原酒進(jìn)行分析,根據(jù)樣品的氨基甲酸乙酯含量和曲線濃度范圍,添加了不同濃度的加標(biāo)樣進(jìn)行檢測(cè)。樣品的回收率為99.6%~103%;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.5%~4.4%。樣品回收率測(cè)定結(jié)果及精密度試驗(yàn)結(jié)果分別見(jiàn)表2和表3。
表2 樣品中氨基甲酸乙酯測(cè)定的加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果
表3 樣品中氨基甲酸乙酯測(cè)定的重復(fù)性
本文討論了GC-MS檢測(cè)白酒中的氨基甲酸乙酯的新方法,著重討論了樣品前處理的洗脫液,色譜柱的使用以及對(duì)內(nèi)標(biāo)物的選擇,并分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)通過(guò)試驗(yàn)得出該方法檢測(cè)的回收率為95%~105%;相對(duì)偏差為0.5%~4.5%。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后,對(duì)氨基甲酸乙酯的檢測(cè)具有良好的靈敏度、準(zhǔn)確度和精密度,能夠滿足白酒中氨基甲酸乙酯的測(cè)定要求。
與《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基甲酸乙酯的測(cè)定》(GB 5009.223—2014)相比較,本方法選擇了D5-氨基甲酸乙酯作為內(nèi)標(biāo)物,避免了樣品的基底效應(yīng);更換了洗脫溶液,避免了乙酸乙酯的刺鼻氣味,使得前處理簡(jiǎn)單高效;更換了色譜柱,提高了靈敏度的同時(shí)也提高了色譜柱的應(yīng)用的廣泛性。