高效自动，经久耐用 | 安捷伦食品中氯丙醇酯及缩水甘油酯解决方案
时间：2023-05-31 阅读：915
2020 年 8 月“中国香港毒奶粉事件”使普通大众第一次知道了氯丙醇酯和缩水甘油酯这两类食品污染物。氯丙醇酯（MCPDE）和缩水甘油酯（GE）在人体消化过程中会释放出游离态氯丙醇和缩水甘油。而 3- 氯丙醇（3-MCPD）和缩水甘油具有明确的致癌毒性，分别被国际癌症研究机构（IARC）列为 2B 和 2A 级致癌物。除了刚刚提到的奶粉之外，它们在各种食用油、油炸食品、饼干、香肠等食品中也有检出。
欧盟于 2020 年颁布了食品中缩水甘油酯和氯丙醇酯的限量标准（COMMISSION REGULATION (EU) 2020/1322）。近年来我国也一直对此类污染物进行风险监控。
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图 1. 3-MCPD、2-MCPD、缩水甘油及其酯的结构式
关于氯丙醇酯和缩水甘油酯的检测方法，国际上有多个用于分析食品中氯丙醇酯和缩水甘油的标准方法，比如国际标准化组织 ISO 18363 系列标准（包括 ISO 18363-1:2015、ISO 18363-2:2018、ISO 18363-3:2017 和 ISO 18363-4:2021）等。国内现行的国家标准是 GB5009.191-2016，而在 2022 年 3 月国家发布了 GB5009.191 修订版的征求意见稿。从征求意见稿看，新国标分为两篇：第一篇是针对食品中氯丙醇含量的测定方法，而第二篇专注于食品中的氯丙醇酯和缩水甘油酯的检测，包括 3 个检测方法。
表 1 为目前国际标准化组织 ISO 18363 系列标准方法与 GB5009.191 修订版征求意见稿中氯丙醇酯和缩水甘油酯测定方法的总结及对比。综合考虑样品前处理的复杂程度、样品前处理的耗时、测定成本等因素，目前检测效率最高的标准方法是 ISO 18363-4:2021，GB 5009.191 修订版征求意见稿的第二篇第一法与之相对应。但是国标第二篇第一法与 ISO 18363-4 方法相比，有进一步的创新，比如扩大了适用食品基质的范围，改进了定量流程等等。该方法使用 13C3-3-MCPDE 作为内标来“监视”整个方法的实施过程，修正由碱水解所带来的缩水甘油测定值偏高的问题，因此一些文献或者应用文章将其简称为“13C 同位素稀释方法”。
鉴于此方法检测效率方面的明显优势，安捷伦针对此方法开发了相应的检测方案。
表 1. 国际标准化组织 ISO 18363 系列标准与 GB5009.191 修订版征求意见稿对比
珠联璧合 高效自动
安捷伦将 Agilent PAL RTC 自动化样品前处理平台与 Agilent 7000E GC/MS/MS 系统相结合，针对食品中氯丙醇酯和缩水甘油酯的检测开发了相应的自动化检测方案。Agilent PAL RTC 和 7000E GC/MS/MS 两套系统可谓珠联璧合，不但可以完美解决复杂的前处理，并可获得优异的检测灵敏度及可靠性，真正实现解放双手，提升效率。该方案的优势特点包括：
合规
样品前处理方法符合前文提到的 ISO 18363-4:2021 以及 GB5009.191 修订版征求意见稿第二篇第一法的要求，同时还满足 ISO 18363-1:2015 及 GB5009.191 修订版征求意见稿第二篇第三法。
高效
样品前处理时间短，并可实现重叠进样，样品通量高，工作效率高。
全自动
全流程自动化，减少人员试剂暴露，结果可靠性强。
开放
可允许客户自定义前处理及进样流程。
图 2. 三种目标化合物及其内标（浓度均为 50 ng/mL）的提取离子流图
图 3. 100 µg/kg 加标水平，重复测定 6 次的回收率 (%)及 RSD (%)
加标回收率测定结果完美：100 µg/kg 加标水平，重复测定 6 次，3 种化合物的回收率 (%) 均在 93.7~103.7% 之间，重复性 RSD（%）在 1.27~3.71% 之间
相辅相成 经久耐用
由于此方法中所用的衍生试剂苯基硼酸（PBA）本身沸点较高，并且在高温下可能脱水产生沸点更高的二聚体和三聚体，对色谱系统污染严重。为减少该衍生试剂及样品中高沸点基质对系统的污染，无论是 ISO 18363-4:2021 还是 GB5009.191 修订版征求意见稿的第二篇第一法都推荐使用反吹（其中 ISO 18363-4:2021 中第 6 条仪器（Apparatus）项下要求如下：GC-MS/MS system with Split/splitless injector and backflush option；GB5009.191 征求意见稿第二篇第一法第 11 条仪器和设备中备注：若配置色谱柱反吹功能或程序升温进样口可显著减少试液对仪器造成的污染）。
安捷伦所开发的检测方案采用经典的柱中反吹技术，通过 Ultimate 吹扫两通（PUU）装置连接前后两根色谱柱；与反吹技术配合使用的是安捷伦独有的多模式进样口（MMI）。
方案利用 MMI 进样口的程序升温功能，将进样口初始温度设定为 80°C，然后快速升至 165°C 并保持至反吹开始，因为目标化合物的衍生物沸点较低，首先气化并进入色谱柱进行分离及检测；高沸点衍生试剂和聚合体以及样品中的高沸点基质则留在进样口衬管中，开启反吹后，立刻把进样口温度升高至 320°C，此时进样口残留的高沸点污染物气化并从分流出口反吹出去。这样通过两个装置的配合，两者相辅相成，最大程度地减少对系统的污染，整个系统抗污染能力和耐用性显著增强。
图 4. 反吹附件（PUU）及多模式进样口（MMI）
图 5. 反吹装置连接示意图及样品运行流路示意图
图 6. 不采用反吹（上图）和采用反吹（下图）得到的总离子流图对比（采集模式：全扫描）
总结
采用 Agilent PAL RTC 样品前处理平台与 Agilent 7000E GC/MS/MS 系统联用，开发出一套分析食品中的氯丙醇酯（MCPDE）和缩水甘油酯（GE）的自动化样品前处理与分析方案。该方案高效自动，可实现包括配制校准标样、样品前处理、样品基质加标等整个分析流程的自动化，达到无人值守样品分析的目的。另外该方案配备了反吹和多模式进样口（MMI），两者相辅相成，最大限度地减少对系统的污染，仪器经久耐用。
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安捷伦食用油中氯丙醇酯及缩水甘油酯解决方案
