煙酰胺又名尼克酰胺、維生素PP、維生素B3,是B族維生素的一種,對人體有多種益處,其在食品中主要是作為抗氧化劑和營養(yǎng)強化劑使用,有助于延緩食品氧化過程,保持食品的新鮮度和口感,同時提高食品的營養(yǎng)價值。受煙酰胺生產(chǎn)工藝的影響,一般原料中都含有少量煙酸,其含量對煙酰胺的質量有著重要影響。由于煙酰胺與煙酸的結構相近,因此分離較為困難?,F(xiàn)有的檢測方法中,一般采用液相色譜法同時檢測樣品中的煙酰胺和煙酸,這種方法要求煙酰胺與煙酸的含量相近,互不產(chǎn)生干擾,并不適用于測定大量煙酰胺中煙酸的含量。本文采用了MAX混合型陰離子交換固相萃取柱,最終實現(xiàn)了煙酰胺與煙酸的分離,能準確測定出煙酰胺中煙酸的含量,為提高煙酰胺的質量提供了技術支持。
1. 材料與方法
1.1 儀器與試劑
賽默飛液相串聯(lián)質譜儀,包括四元泵、在線真空脫氣機、柱溫箱、自動進樣器、TSQ質譜檢測器,美國賽默飛世爾科技公司;電子天平:感量為0.0001mg,德國賽多利斯;Milli-Q型純水系統(tǒng);MAX混合型陰離子交換固相萃取柱:1000mg/6mL,深圳逗點生物技術有限公司;煙酸標準品:純度大于99.0%,德國Dr.E;甲醇:色譜純,上海安譜實驗科技股份有限公司;甲酸:分析純,西隴科學股份有限公司。
1.2 溶液配制
煙酸標準儲備溶液(1000mg/L):稱取煙酸標準品10mg于10mL容量瓶中,用水溶解并稀釋至刻度,于4℃冰箱中保存?zhèn)溆?,使用時用水稀釋至所需質量濃度。
1.3 儀器工作條件
色譜柱:賽默飛Thermo Hypersil ODS(C18)色譜柱(1.7μm,50mm*2.1mm),或具有同等柱效的色譜柱;柱溫:35℃;進樣體積:5uL;流速:0.2mL/min。流動相A為0.1%甲酸水溶液,流動相B為甲醇,等度洗脫,A:B=50:50。
正離子模式掃描;霧化氣:氮氣;霧化室溫度:350℃;毛細管電壓:3.5kV;MRM多反應監(jiān)測模式檢測;煙酸的離子對參數(shù)為124/106、124/80,定量離子參數(shù)為124/106。
1.4 實驗步驟
1.4.1 樣品預處理。取0.1g煙酰胺原料樣品,加入10mL去離子水,制成煙酰胺水溶液。向MAX混合型陰離子交換固相萃取柱內加入3mL甲醇和3mL去離子水進行活化,將上述10mL煙酰胺水溶液加入至MAX混合型陰離子交換固相萃取柱中,自然流干。取3mL甲醇溶液洗脫MAX混合型陰離子交換固相萃取柱,棄去洗脫液。再向MAX混合型陰離子交換固相萃取柱中加入6mL含16%甲酸的甲醇溶液,對其進行洗脫,并收集洗脫后的甲醇溶液。向收集的甲醇溶液中加入去離子水,并定容至10mL。采用0.45μm濾膜過濾,液相串聯(lián)質譜儀測定。
1.4.2 定量方法。取煙酸的系列混合標準工作溶液,按照儀器工作條件測定其標準曲線,進行樣品分析,利用外標法進行定量,樣品中煙酸的含量為X(mg/kg),按照公式(1)計算。
X=C*V/m (1)
公式中:X表示煙酸的含量,單位為mg/kg;C表示外標法曲線所得煙酸濃度,單位為mg/L;V表示定容的體積,單位為mL;m表示樣品的稱樣量,單位為g。
2. 結果與討論
2.1 固相萃取柱的選擇
雖然煙酰胺與煙酸的定性離子對不一樣,但煙酰胺會嚴重干擾煙酸的測定,可能XqnlI3yt/OZbiWEkeMCinoCqUhBT11FvTTC4ddobCj4=是因為在正模式的測定條件下,大量煙酰胺分子在離子源處與煙酸產(chǎn)生競爭離子化現(xiàn)象,嚴重降低了煙酸的響應值,使得煙酸不容易被檢測到。因此,試驗采用固相萃取柱實現(xiàn)煙酰胺與煙酸的分離。
從煙酰胺與煙酸的化學結構式可以看出,兩者的結構差異主要體現(xiàn)在酰胺鍵與羧基的差別。利用這個結構差異,試驗選取MAX混合型陰離子交換固相萃取柱,利用其與煙酸羧基的強堿弱酸離子鍵作用來富集煙酸,從而實現(xiàn)煙酰胺與煙酸的分離。MAX混合型陰離子交換固相萃取柱的富集原理見圖1。
2.2 流動相的選擇
本試驗對比了甲醇-0.1%甲酸水溶液、乙腈-0.1%甲酸水溶液、甲醇-水、乙腈-水四種不同的流動相混合溶液,結果表明,甲醇-0.1%甲酸水溶液作為流動相時,煙酸的響應值更高。這可能是因為在正模式監(jiān)測下,添加0.1%甲酸有利于煙酸吡啶環(huán)上的氮原子結合氫原子,提高其響應值。同時,一般情況下,甲醇比乙腈更適合于正模式監(jiān)測,因此,經(jīng)過試驗,采用甲醇-0.1%甲酸水溶液作為混合流動相。
本試驗同時嘗試了不同比例的甲醇-0.1%甲酸水溶液,最后確定流動相比例為,A:B=50:50。見表1。
2.3 色譜柱的選擇
本試驗選用反相色譜柱、正相色譜柱進行色譜柱條件選擇,其型號分別為Thermo Hypersil ODS(C18)色譜柱、ZORBAX Rx-SIL色譜柱。結果表明,使用Thermo Hypersil ODS(C18)色譜柱時,煙酸出峰良好,并沒有發(fā)現(xiàn)待測物質過早出峰的情況。
2.4 質譜條件的優(yōu)化
將一定濃度的標準溶液以注射式連續(xù)直接進樣的方式進行一級質譜全掃描分析,通過優(yōu)化霧化室溫度、毛細管電壓等參數(shù),得到煙酸的準分子離子峰。結果表明,煙酸在正模式比負模式的響應值更高,因此選擇m/z=[M+H]+作為準分子離子峰。然后選取準分子離子峰進行轟擊,通過優(yōu)化碰撞能量、質譜分辨率等參數(shù),最大化地提高檢測的靈敏度。通過分析二級質譜信息得出,煙酸的二級質譜碎片主要包括m/z=106、m/z=80。試驗選取124/106、124/80作為監(jiān)測離子,其中定量離子參數(shù)為124/106。煙酸檢測色譜圖見圖2,煙酸的裂解規(guī)律見圖3。
2.5 洗脫溶液的選擇
MAX柱與煙酸的結合作用力為季銨離子與羧基的強堿弱酸離子鍵作用,要從MAX柱上洗脫煙酸,洗脫液的酸性一般要求比煙酸更強。煙酸的吡啶環(huán)是一個強吸電子基團,能夠增強煙酸上羧基的酸性,因此,煙酸的酸性比較強。本試驗分別嘗試5%乙酸的甲醇溶液、10%乙酸的甲醇溶液、16%乙酸的甲醇溶液、5%甲酸的甲醇溶液、10%甲酸的甲醇溶液、16%甲酸的甲醇溶液等6個不同組合溶液洗脫MAX柱。結果表明,乙酸的甲醇溶液并不能有效洗脫煙酸,回收效率并不高。為了能夠充分地洗脫MAX柱上富集的煙酸,本試驗采用含有16%甲酸的甲醇溶液洗脫MAX柱。
2.6 標準曲線、檢出限、回收率及精密度
配制質量濃度分別為0.05、0.10、0.20、0.50、1.0mg/L的煙酸混合標準溶液,按儀器工作條件測定其標準曲線。結果表明,在0.05-1.0mg/L范圍內線性關系良好,其相關系數(shù)r>0.9990。結果見表2。
稱取空白煙酰胺樣品1.0g,分成三組,分別添加0.1、0.25、0.50mg/L三個濃度煙酸,相當于含有1、2.5、5mg/kg煙酸。按照本方法進行添加回收率和精密度(n=6)實驗,計算得到回收率為89.1%-116.4%,相對標準偏差為2.9%-9.2%。空白煙酰胺樣品加標回收率試驗結果表明,方法測定下限(10倍信噪比)可達1mg/kg。實驗結果見表3。
本文建立了固相萃取-液相串聯(lián)質譜法測定煙酰胺中煙酸含量的方法,其中的關鍵技術是根據(jù)煙酰胺與煙酸的結構,采用MAX混合型陰離子交換固相萃取柱實現(xiàn)煙酰胺與煙酸的分離,避免了兩者之間的互相干擾。實驗結果顯示,該方法線性關系良好、檢出限低,能夠滿足對食品級煙酰胺中煙酸的測定。
作者簡介:黃錦波(1988-),男,漢族,廣東茂名人,助理工程師,大學本科,研究方向為食品、化妝品與環(huán)境分析。