李坤全,王春雷
(聊城市檢驗(yàn)檢測中心,山東聊城 252000)
罌粟殼系成熟罌粟去掉果實(shí)之后干燥的果殼,其含有嗎啡(Morphine)、可待因(Codeine)、那可?。∟oscapine)、罌粟堿(Papaverine)和蒂巴因(Thebaine)等生物堿[1],這些成分有斂肺止咳、鎮(zhèn)靜止痛、止瀉等功效[2],但也有一定的成癮性,一些不良商家正是看到了這一點(diǎn),才鋌而走險(xiǎn),將罌粟殼加入火鍋底料、烹調(diào)香料、羊肉湯、麻辣燙、醬鹵肉和飲料等食品中,以此來吸引“回頭客”。如果長期食用這些食品會(huì)使人出現(xiàn)虛汗、乏力、面黃肌瘦、精神萎靡等[3]。2009年監(jiān)管部門規(guī)定罌粟殼禁止添加于火鍋食品中,2011年又將禁用的產(chǎn)品類別范圍擴(kuò)大為“火鍋底料及小吃類食品”,并列出主要成分為“罌粟堿、那可汀、可待因、嗎啡”,從而有效保證人們飲食安全。
目前罌粟殼生物堿的主要檢測方法有光譜法(如分光光度法)、色譜法(如薄層色譜法、氣相色譜法和液相色譜法)、電泳法、免疫分析法、質(zhì)譜法(如氣相色譜質(zhì)譜法、液相色譜質(zhì)譜法)等方法。這其中分光光度法只能對(duì)嗎啡定性和半定量測定;薄層色譜法易受干擾;電泳法重現(xiàn)性差,多作為輔助檢測方法;免疫分析法抗體保存時(shí)間有限,容易產(chǎn)生交叉反應(yīng);氣相色譜法和氣相色譜質(zhì)譜法不適于難揮發(fā)、強(qiáng)極性和易熱解化合物的檢測,而液質(zhì)聯(lián)用法靈敏度、準(zhǔn)確度高,精密度好,可進(jìn)行痕量分析,各組分無需基線分離。
現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道中研究者已經(jīng)對(duì)醬鹵肉[4]、火鍋底料[5]、羊肉湯及湯料[6]、烹調(diào)香料[7]、藥酒[8]和植物油[9]中5種罌粟殼生物堿成分進(jìn)行了檢測,但是還有一種備受消費(fèi)者喜愛且容易越吃越上癮的食品——方便面至今沒有檢測報(bào)道,故本研究從方便面切入,以固相萃取為凈化手段,結(jié)合UPLC-MS/MS建立了方便面及其料包中罌粟堿、嗎啡、那可丁、可待因和蒂巴因5種生物堿的檢測方法,準(zhǔn)確度高、檢出限低,二級(jí)質(zhì)譜可有效避免假陽性的出現(xiàn)。
方便面:均來自于政府組織的農(nóng)村地區(qū)流通環(huán)節(jié)食品安全專項(xiàng)抽檢中的方便面樣品,其中B品牌、J品牌和K品牌各抽出10個(gè),共計(jì)30個(gè)待測樣品,并按照GB/T 5009.1—2003的要求制備樣品。
甲醇(CH3OH,HPLC級(jí))和乙腈(ACN,HPLC級(jí))均購買于OCEANPAK公司;鹽酸(分析純,AR)和氨水(AR)均購買于煙臺(tái)遠(yuǎn)東精細(xì)化工有限公司;正己烷(農(nóng)殘級(jí)):天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;甲酸(HPLC級(jí)):天津市大茂化學(xué)試劑廠;乙酸(HPLC級(jí)):西隴科學(xué)股份有限公司;鹽酸罌粟堿(1 μg/mL)、鹽酸那可?。? μg/mL)、蒂巴因(1 μg/mL)、嗎啡(50 μg/mL)、 可 待 因(50 μg/mL)、 嗎 啡 -D3(100 μg/mL)和可待因-D3均購買于MEDJEN LLC公司;MCX固相萃取柱(150 mg,6 mL):美國Waters公司。
1.3.1 溶液的制備
混合標(biāo)準(zhǔn)工作液:分別精密移取1 μg/mL罌粟堿、那可丁和蒂巴因溶液和50 μg/mL嗎啡和可待因溶液各1.00 mL于10 mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度,搖勻,即得含罌粟堿、那可丁、蒂巴因濃度為100 μg/L和嗎啡、可待因濃度為5 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液。
混合內(nèi)標(biāo)工作液:分別精密移取嗎啡-D3和可待因-D3內(nèi)標(biāo)物質(zhì)(100 μg/mL)各1.00 mL于100 mL容量瓶中,用甲醇定容至刻度,得到嗎啡-D3、可待因-D3的濃度均為1.0 μg/mL的混合內(nèi)標(biāo)溶液。
1.3.2 質(zhì)譜條件
多反應(yīng)監(jiān)測模式(MRM),正離子電噴霧離子化(ESI+),離子化電壓為5 500 V,離子源溫度為550 ℃,氣簾氣壓力為35 psi,霧化氣壓力為50 psi,輔助加熱氣壓力為50 psi,各化合物的檢測離子對(duì)、碰撞能量(Collision Energy,CE)、去簇電壓(Declustering Potential,DP)、射入電壓(Entrance Potential,EP)和碰撞室射出電壓(Collision Cell Exit Potential,CXP)等質(zhì)譜參數(shù)見表1。
表1 5種罌粟殼生物堿的化學(xué)信息、保留時(shí)間和質(zhì)譜參數(shù)
1.3.3 色譜條件
色譜柱:Luna? Omega C18(2.1 mm×100 mm,1.6 μm);流動(dòng)相;含0.1%甲酸水溶液為A相,甲醇為B相;梯度洗脫程序:0~1.00 min,70%A;1.00~3 min,70%A→10%A;3~5 min,10%A;5~ 5.1 min,100%A → 70%A;5.1~ 6.5 min,70%A;流速:0.4 mL/min;進(jìn)樣量:10 μL。
1.3.4 樣品前處理
準(zhǔn)確稱取樣品2 g(精確至0.01 g)于50 mL離心管中,依次加入40 μl內(nèi)標(biāo)工作液和20 mL ACN-0.1 mol/L HC(l1∶4,V/V)溶液,渦旋混勻5 min,超聲 10 min,低溫(4 ℃)8 000 r/min離心 5 min,上清液轉(zhuǎn)移至50 mL離心管中,加入20 mL乙腈飽和的正己烷,渦旋振蕩2 min,低溫10 000 r/min離心3 min,下層液體待凈化。取MCX固相萃取柱,使用前一次用6 mL水、6 mL ACN活化,準(zhǔn)確移取5 mL下清液上柱,保持流速每滴1~2 s,然后依次用6 mL水、6 mL ACN淋洗去除雜質(zhì),用6 mL 5%(V/V)氨水乙腈洗脫,收集洗脫液于15 mL離心管中,40 ℃氮吹至干,加入1.00 mL CH3OH-0.1%甲酸水(3∶7,V/V)定容,過0.22 μm濾膜后上機(jī)測試。
5種生物堿均為堿性化合物,酸性環(huán)境中易溶于水,因此可用酸性溶液進(jìn)行提取,提取液用有機(jī)溶劑萃取去除脂溶性雜質(zhì),再用固相萃取柱進(jìn)行深度凈化,最后洗脫液旋干復(fù)溶過膜上機(jī)測定。本實(shí)驗(yàn)分別用0.1 mol/L HCl溶液、1%醋酸溶液、ACN-0.1 mol/L HC(l1∶1,V/V)溶 液、ACN-0.1 mol/L HC(l1∶4,V/V)溶液、CH3OH-0.1 mol/L HC(l1∶1,V/V)溶液和CH3OH-0.1 mol/L HC(l1∶4,V/V)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收,結(jié)果表明(圖1),使用0.1mol/L HCl溶液和1%醋酸溶液進(jìn)行提取時(shí)5種化合物的回收率基本上低于50%,回收效果較差,當(dāng)使用ACN-0.1mol/L HC(l1∶1,V/V)溶 液、CH3OH-0.1 mol/L HC(l1∶1,V/V)溶液和CH3OH-0.1 mol/L HC(l1∶4,V/V)溶液提取時(shí)嗎啡的回收效果較差,回收率小于50%,這可能是由于在前處理過程中出現(xiàn)乳化現(xiàn)象,當(dāng)使用ACN-0.1 mol/L HC(l1∶4,V/V)溶液進(jìn)行提取時(shí)回收率均大于80%,雖有乳化現(xiàn)象的發(fā)生,但可以通過低溫高速離心盡量降低損失,故本實(shí)驗(yàn)最終將ACN-0.1mol/L HC(l1∶4,V/V)作為提取液。
圖1 不同提取溶液下5種生物堿的回收率
前處理過程中還有一項(xiàng)任務(wù)就是盡可能地去除溶劑效應(yīng)和基質(zhì)效應(yīng),食品樣品種類多,基質(zhì)復(fù)雜,要建立一個(gè)適合所有樣品的高效統(tǒng)一的凈化方法實(shí)屬不易,因此實(shí)驗(yàn)過程中提取液凈化后氮吹去除乙腈,然后再用初始流動(dòng)相復(fù)溶,以此來減小溶劑效應(yīng);同時(shí)為更好地降低基質(zhì)效應(yīng),實(shí)驗(yàn)過程中不同品牌的方便面使用不同的基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線。此外對(duì)于凈化方式而言,DB 31/2010—2012[10]和 BJS 201802[11]中加無水醋酸鈉、無水硫酸鎂的主要作用是除水和促進(jìn)生物堿從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相,提取凈化效率有待研究[12-13];還有學(xué)者[14]采用QuEChERS法凈化,此法的確簡便快捷,但是PSA能強(qiáng)力吸附嗎啡,C18可吸附罌粟堿、蒂巴因、嗎啡、可待因?qū)е禄厥章瘦^低,提取后直接進(jìn)樣會(huì)使基質(zhì)干擾物增多;固相萃取是較為常見的凈化手段,文獻(xiàn)報(bào)道[15]使用C18柱嗎啡無保留,HLB柱嗎啡和那可丁無保留,由于5種生物堿極性較大,故可使用MCX和PCX來凈化,實(shí)驗(yàn)中對(duì)比二者的凈化效果,MCX略優(yōu)于PCX,故最終采用MCX來凈化。
實(shí)驗(yàn)中以基質(zhì)匹配的方法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,將空白樣品提取液作為稀釋液,精確配制0.01~10.0 μg/L的罌粟堿、那可丁和蒂巴因的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,0.1~100.0 μg/L的嗎啡和可待因的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液(其中含嗎啡-D3和可待因-D3均為10.0 μg/L),各取5 μL上機(jī)測試,以標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo),罌粟堿、那可丁和蒂巴因以峰面積為縱坐標(biāo),嗎啡和可待因以峰面積和內(nèi)標(biāo)物峰面積比值為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到的線性方程、線性系數(shù)和線性范圍見表2,結(jié)果表明罌粟堿、那可丁和蒂巴因在0.01~10.00 μg/L范圍內(nèi),嗎啡和可待因在0.1~100.0 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,線性系數(shù)(r2)>0.999 8,這表明該法適用于方便面中5種罌粟殼類生物堿的檢測。一般以信噪比(S/N)為3的含量定為方法的檢出限(LOD),以信噪比(S/N)為10的含量定為方法的定量限(LOQ),5種生物堿的檢出限和定量限見表2,檢出限介于0.21~1.24 μg/kg,定量限介于0.66~4.65 μg/kg。
表2 5種生物堿的線性方程、線性系數(shù)、線性范圍、檢出限和定量限
取空白樣品(檢測結(jié)果為陰性的樣品),每份稱取2.0 g樣品,分別加入低、中、高3個(gè)水平(其中罌粟堿、那可丁和蒂巴因的添加濃度為0.10 μg/kg、0.20 μg/kg和 0.40 μg/kg,嗎啡和可待因的添加濃度為2.5 μg/kg、5.0 μg/kg和10.0 μg/kg)的標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,每個(gè)濃度平行6份,按照1.3.4的方法進(jìn)行前處理制得待測溶液,上機(jī)檢測含量,計(jì)算回收率,結(jié)果顯示(表3),在3種不同品牌的方便面中5種生物堿的回收率為72.02%~110.09%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為(RSD)為1.05%~4.25%,說明該方法能夠滿足不同方便面樣品的分析要求。具體來看嗎啡和可待因的回收率(85.19%~110.09%)要明顯優(yōu)于罌粟堿、那可丁和蒂巴因的回收率(72.02%~107.21%),這可能是因?yàn)閱岱群涂纱虿捎脙?nèi)標(biāo)法定量,能夠很好地減小基質(zhì)效應(yīng),而其余罌粟堿、那可丁和蒂巴因雖然采用基質(zhì)匹配標(biāo)曲外標(biāo)法定量,但還會(huì)或多或少的受到基質(zhì)干擾,而這一點(diǎn)在3種化合物0.10 μg/kg下的加標(biāo)回收時(shí)尤為明顯,因此以后的實(shí)驗(yàn)中可以采取其他方式(如在線稀釋、開發(fā)內(nèi)標(biāo)定量法等)近一步降低基質(zhì)效應(yīng)。
表3 5種生物堿在不同品牌方便面及不同加標(biāo)濃度下的回收率和精密度(n=6)
在實(shí)際工作中,由于食品樣品基質(zhì)復(fù)雜,傳統(tǒng)質(zhì)譜分析的MRM工作模式很容易產(chǎn)生基質(zhì)效應(yīng),導(dǎo)致保留時(shí)間和離子比率有偏差,或出現(xiàn)“假峰”,產(chǎn)生假陽性,干擾判斷。為克服此弊端,實(shí)驗(yàn)利用SCIEX復(fù)合質(zhì)譜QTRAP系統(tǒng)獨(dú)有的復(fù)合掃描模式MRM-IDA-EPI,即三重四極桿和線性離子阱的預(yù)掃描方式(Survey Scan)相結(jié)合觸發(fā)增強(qiáng)離子掃描(EPI),可以在一針進(jìn)樣的同時(shí)獲得MRM色譜峰和增強(qiáng)型二級(jí)碎片,其中MRM色譜峰用來定量,EPI不同能量符合二級(jí)譜圖形成“指紋”圖譜,實(shí)現(xiàn)搜庫和確證,確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)過程中取5種生物堿和兩種內(nèi)標(biāo)物溶液單標(biāo)(濃度為5 μg/L)依次進(jìn)樣,MRM-IDA-EPI采集模式,將得到的標(biāo)準(zhǔn)譜圖和化合物信息加入數(shù)據(jù)庫中,建立譜庫并逐一對(duì)假陽性樣品進(jìn)行比對(duì)確認(rèn)。
采用本研究構(gòu)建方法對(duì)政府抽檢的3個(gè)品牌的方便面30個(gè)樣品進(jìn)行5種罌粟殼生物堿的定性篩查和定量分析,結(jié)果顯示有3個(gè)樣品(K品牌2個(gè)、B品牌1個(gè))在保留時(shí)間1.15 min時(shí)嗎啡兩離子對(duì)出峰,4個(gè)樣品(K品牌2個(gè)、J品牌2個(gè))那可丁有一個(gè)離子對(duì)(414.2/220.2)出峰,4個(gè)樣品(J品牌3個(gè)、K品牌2個(gè))可待因有一個(gè)離子對(duì)(300.2/165.2)出峰,考慮到保留時(shí)間和離子比率等因素,采集這11個(gè)樣品的二級(jí)質(zhì)譜圖,并與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果顯示11個(gè)樣品3種成分的匹配度(Purity)均小于50%,為陰性樣品。
本研究通過使用MCX柱對(duì)方便面樣品進(jìn)行提純凈化,并結(jié)合UPLC-MS/MS的MRM和MRMIDA-EPI采集模式建立了方便面中5種罌粟殼生物堿的分析方法,方法檢出限低,靈敏度高,準(zhǔn)確度高,精密度好。采用超高效液相色譜,可在6.5 min內(nèi)完成一個(gè)樣品的分析,大大提高了分析效率,同時(shí)建立了5種生物堿的二級(jí)質(zhì)譜圖庫,能有效快速地對(duì)陽性樣品進(jìn)行篩查,確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。本研究不但為罌粟殼生物堿檢測方法國標(biāo)的制定提供了參考,而且為依法打擊食品中非法添加罌粟殼行為提供有利依據(jù),保障消費(fèi)者的合法利益。