离子色谱法测定油炸食品中丙烯酰胺

离子色谱法测定油炸食品中丙烯酰胺

摘要：建立了油炸食品中丙烯酰胺含量的离子色谱测定方法。样品经乙腈/水提取，IonPac ICE-AS1(4×250mm)分析柱分离，以体积比为30∶70的乙腈：水做流动相，流速为0.15ml/min ，检测波长202 nm。丙烯酰胺的加标回收率在80.2%-99.1%，RSD<5%为，线性相关系数0.9993，检出限0.01 mg/kg。该方法具有灵敏度高、干扰小和样品前处理简单等优点。

关键词：离子色谱-紫外检测器，IonPac ICE-AS1分析柱，丙烯酰胺

丙烯酰胺是一种无味白色结晶有机固体，分子量71.09，化学分子式：CH2CHCONH2。它是一种用途广泛的重要有机化工原料，以它为单体合成的产品不下百种，其中以聚丙烯酰胺用途最为广泛。日常生活中，人体可通过消化道、呼吸道、皮肤粘膜等多种途径接触丙烯酰胺，饮水是其中的一种重要接触途径，为此WHO将水中丙烯酰胺的含量限定为1μg /L。2002年4月斯德哥尔摩大学研究报道，炸薯条中丙烯酰胺含量较WHO推荐的饮水中允许的最大限量要高出500多倍。因此，认为食物是人类丙烯酰胺的主要来源。动物试验结果显示，丙烯酰胺是一种可能的致癌物。职业接触人群的流行病学调查表明，长期低剂量接触丙烯酰胺可出现嗜睡、情绪和记忆改变、幻觉和震颤等症状，伴随末梢神经病(手套样感觉、出汗和肌肉无力)。高温加工的淀粉类食品(如油炸薯片和油炸薯条等)中丙烯酰胺含量较高，其中薯类油炸食品中丙烯酰胺平均含量高出谷类油炸食品4倍。我国居民食用油炸食品较多，暴露量较大，长期低剂量接触，存在潜在危害。目前我国食品安全相关部门已将丙烯酰胺检测方法的建立作为一项重要工作，鼓励普及检测手段[1-7]。

目前，国际上食品中丙烯酰胺测定方法主要为同位素稀释内标的气相色谱一质谱联用法和高效液相色谱－质谱联用法。也有文献报道采用固相萃取一二极管阵列一液相色谱测定法。这些方法在分析时间、成本及普及性方面各有长短，其最大的问题在于仪器昂贵，样品前处理方法复杂繁琐，成本高，GC的方法通常要结合衍生化步骤，由于其前处理操作的复杂性不利于在我国的普及[8-13]。

本方法使用离子色谱测定油炸食品中丙烯酰胺，样品前处理方法与FDA提供的方法大致相同，样品在30/70（乙腈/水）液体中浸泡30分钟，水中加入10mM甲酸。然后经超声、离心后上清液用离子色谱—紫外检测器检测。使用IonPac ICE-AS1(4×250mm)分离柱，IonPac NG1(2×250mm)保护柱，流速0.15ml/min，25μl进样，紫外检测波长：202nm。该方法具有前处理操作简单、分析速度快、成本低、干扰少、重现性好的优点。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

带有淋洗液自动发生装置的ICS-3000离子色谱仪（美国戴安公司），带有PEEK检测池的VWD3100紫外检测器，Chromeleon 6.8中文版色谱工作站。0.45μm滤膜（美国）；OnGuard RP柱（美国戴安公司）

试剂和规格：

甲醇色谱纯美国；乙腈色谱纯美国；超纯水是Milli-Q制备；1000μg/ml丙烯酰胺标准溶液，北京化工试剂厂；丙烯酰胺标准溶液是通过稀释获得不同浓度的标准溶液。

1.2 样品处理方法

把样品在多功能食品加工机中粉碎混匀，称取5g样品溶解在50ml淋洗液中，淋洗液由30/70（乙腈/水）组成，其中加入30mM甲酸。样品摇匀后超声30min，然后在离心机上以8000r/min离心15min，取10ml上清液依次过0.45μm滤膜、OnGuard RP柱，弃去前6ml 滤液，收集后4ml进行测定。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择

食品中形成的丙烯酰胺比较稳定，在酸中不易分解，而在碱中易分解，对光线敏感，暴露于紫外线时较易发生聚合。所以本方法在样品前处理时加入甲酸调节样品的pH值，使样品比较稳定，又有比较好的回收率。丙烯酰胺是一种不饱和酰胺，能溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿，不溶于苯及庚烷中，在酸碱环境中可水解成丙烯酸。pH酸条件下比较稳定，但是在强酸或强碱的环境下易水解，因此在选取淋洗液时，需注意淋洗液的pH不能低于2.3，否则就会出现较明显的丙烯酰胺减少现象。丙烯酰胺的主要前体物为游离天门冬氨酸（土豆和谷类中的代表性氨基酸）与还原糖，二者发生Maillard反应生成丙烯酰胺。本实验室曾经尝试用15 mmol/L硫酸作为淋洗液，丙烯酰胺的出峰时间较早，但是峰宽较大，且峰高灵度比选用低浓度硫酸或者较低浓度的甲烷磺酸时低大约60%，这是因为在硫酸浓度较高时，丙烯酰胺中的还原糖数量、游离氨基酸数量被羟基取代，使丙烯酰胺含量降低，回收率降低。同时试验中还发现不同的加热温度和加热时间对丙烯酰胺的产生量影响显著，且随着反应温度的升高和反应时间的延长，丙烯酰胺的产生量也逐渐增多。所以选择测量温度为30℃。

丙烯酰胺在IonPac ICE-AS1(4×250mm)柱子中，相对于普通的离子交换柱，能有较长的保留时间，这样能使其和食品中其他共同提取出来的离子分离。用IC系统带UV检测器分离丙烯酰胺，甲酸代替硫酸作为淋洗液，延长了柱子的寿命。乙腈/水总量高达30%（V/V）来减少总运行时间和避免基体成分的干扰。

测量条件：色谱柱IonPac ICE-AS1(4×250mm)分析柱，IonPac NG1(2×250mm)保护柱；

淋洗液：乙腈/水30/70(v/v)，其中加入10mM甲酸；流速：0.15ml/min；进样体积：25μl；

UV检测波长：202nm；温度：30℃；35分钟等浓度分析。

2.2 标准曲线的绘制

外标法测定丙烯酰胺的含量，将丙烯酰胺的标准溶液配制成浓度为0.10μg/ mL、0.2μ

g/mL、0.5μg/ mL、1.00μg/ mL。以保留时间对丙烯酰胺进行定性分析（丙烯酰胺出峰时间大约23.5min），外标法对丙烯酰胺进行定量分析，以丙烯酰胺含量（mg/L）为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线（见图1）。得标准曲线线性方程为Y=183.1084X-2.1477，相关系数为0.9993。

图1 1.00μg/mL丙烯酰胺标准溶液色谱图

2.3 精密度、重现性、检测下限

刘红河等利用经C18SPE小柱纯化的样品，经XDB型色谱柱分离，用体积比为595∶的甲醇：水做流动相，210 nm波长检测，外标法定量。该方法在0.1～10 μg/ml时，峰面积与质量浓度的线性相关系数达0.9981，加标回收率>95％，平均为97.46％，检出限0.01 μg/g，相对标准偏差7.75％。基本满足了国家“十五”重大课题要求检出限低于0.01 μg/g，回收率>70％，相对偏差<20％的要求。

使用本文建立的方法连续6次测定0.10μg/ml标准溶液，丙烯酰胺重复性好。其保留时间、测定值相对标准偏差分别为2.16%,1.98%。方法检出限为0.001μg/ml (25μL进样, 3倍信噪比), 按1.2中样品处理方法，样品中丙烯酰胺最低检出限为0.01mg/ kg。满足了国家“十五”重大课题要求检出限低于0.01 μg/g的要求。

2.4 实际样品的测定

在上述色谱条件下，检测了薯条、薯片、油炸麻花等十几种品牌样品中的丙烯酰胺，检测结果均为未检出。且在丙烯酰胺出峰附近无干扰离子对检测结果产生影响。