丙烯酰胺的检测

丙烯酰胺的气相色谱分析

自从2002年四月份瑞典国家食品管理局发表有关丙烯酰胺是一种有毒的和潜在至癌的化学物的报告以来，人们就要问及油炸土豆条中含有多少丙烯酰胺? 这种炸土豆片能安全食用吗？虽然丙烯酰胺对人体的毒理作用仍在研究之中，但是它在食品中，特别是在油炸和烘烤食品中的含量在2002年以来引起很大的研究兴趣。英国的食品标准局与公众利益科学中心（CSPI）和美国的食品与药物管理局（FDA）等都在开始测试食品中的丙烯酰胺。
研究表明，诸如土豆，大米和谷物富含碳水化合物的食品在高温下烹调会形成相对浓度高的丙烯酰胺，这点在油炸食品中确实是真的。生的或水煮的淀粉类食品似乎不会形成可检测量的丙烯酰胺。食品检测到最高浓度的丙烯酰胺是在油炸土豆片和土豆条中，含量在400 ~ 1200 ppb。作为比较，世界卫生组织（WHO）规定在饮用水中其最大浓度仅为0.5 mg/l（0.5 ppb）。
美国FDA发表了一个用LC/MS/MS分析食品中丙烯酰胺方法的草案稿。该分析过程要求一根C18反相色谱柱和高度含水的流动相（0.5%醋酸，0.5%甲醇）。因为许多样品基体会十分复杂，在进色谱柱分析前，先要用固相萃取去除干扰物。使用正离子电喷雾作为质谱的接口，用13C同位素标记的内标物相比较来定量。该法仅对有限数目的基体，诸如：炸土豆片、油炸土豆条等食品进行了方法认证。一些公有和私有的研究机构正在对其他食品在进行LC/MS/MS的认证。
气相色谱法（GC）已经应用在各种工业和环境方面定量分析丙烯酰胺。随着对丙烯酰胺分析兴趣的增加，我们研究了使用GC来筛选食品中的丙烯酰胺的可行性。GC是一种低成本来检测半挥发化合物有效的途径，并是许多食品研究室广泛使用的分析工具。在本文中，我们介绍GC来分析丙烯酰胺和讨论用固相萃取对样品进行预处理。
实验部分
任何PerkinElmer的毛细柱气相色谱仪（Clarus 500，AutoSystem XL， AutoSystem等）均能使用。对丙烯酰胺的标样和食物样品的分析均使用如下条件：
色谱柱： Elite - Wax ETR；15m，0.53m.m. I.D., 0.50mm膜厚
进样量： 1.0ml，维持0.5min.
内襯管： 2m.m. 不分流，填充玻璃毛
进样口温度：260°C
载气： 氦气，恒压操作
线速： 在100°C时为62cm/sec
柱箱温度：100°C（维持0.5min.），以15°C/min程序升温到200°C
检测器： FID，在260°C
样品制备过程
分析炸土豆片采用如下的过程：
1. 分析天平称取1g碾碎的炸土豆片
2. 将土豆片碎样与10ml的0.1%甲酸溶液混合，并振摇20min钟
3. 冷冻提取，使上层油相较易移走
4. 清液层通过0.45mm尼龙微孔滤膜，澄清储存和备用
5. 活化CarboPrep^TM 200 SPE管子，规格：500mg/6ml
a. 2ml丙酮 b.2ml 0.1%甲醇
6. 将经过过滤的土豆片萃取2ml注入SPE管。仅靠重力让样品液体流过管子
7. 洗涤SPE管子：
a. 0.5 ~1.0 ml 水, 快速流过管子 b. 使用真空抽达1分钟，以干燥管子中过量水份
8. 用2 ml丙酮仅靠重力洗提管子，洗脱液准备来进行GC-FID分析。
结果
进样1ml浓度为25mg/ml（25ppm）的丙烯酰胺标样的色谱图如图1所示。图2为标样浓度范围从20~5000ppb的线性关系图。样品制备方法是参照美国FDA 2002年6月20日起草的“食品中丙烯酰胺的检测和定量方法”进行的。

结论
气相色谱法提供了一个低成本而快速筛选食品，例如炸土豆片中丙烯酰胺的分析方法。Elite - Wax ETR毛细柱显示出对分析复杂基体，象食品类中的丙烯酰胺有出色的选择性。溶液中的检测限可达0.01mg/ml（10ppb）。石墨化碳黑SPE制备管提供了既可用真空负压或重力来快速净化样品的洗提性质。色谱级的填充料证明了有重现性的回收率。这种强吸附剂选择范围宽，吸附容量大，即便对于反相C18吸附剂通常没有很好保留的被分析物也能应用。若要增加分析灵敏度，可将提取的丙烯酰胺溴化处理后，用电子捕获检测器（ECD）来定量。