一种用GC—ECD法测定食品中的丙烯酰胺的新衍生化方法外文翻译资料

 2023-01-10 16:11:12

一种用GC—ECD法测定食品中的丙烯酰胺的新衍生化方法

原文作者：Ivan Notardonato amp; Pasquale Avino amp; Angela Centola amp;Giuseppe Cinelli amp; Mario Vincenzo Russo

摘要：本文提出了一种新的定量方法分析谷类食物和薯片中的丙烯酰胺。该方法是将物质与三氟醋酸的酸酐反应，通过使用气相色谱法和与电子捕获检测分析了产生的衍生物（GC—ECD）。衍生化的影响条件，包括温度、反应时间、和催化剂，在酰化反应基础上进行了评估。色谱分析在一个SE—54毛细管柱上进行。在最优条件下，丙烯酰胺衍生物会得到好的保留和峰值响应。通过评估LODS和LOQS充分验证了这个分析方法（1ng g^-1和25ng g^-1，相对标准偏差RSD分别是2.1和3.6），线性（R=0.9935，在0.03-10ug g^-1范围内），提取回收率（gt;96%，RSDlt;2.0，加入标准的丙烯酰胺1，20，50和100ng g^-1；丙烯酰胺含量gt;1000ng g^-1）。丙烯酰胺衍生物的方法不需要在注射之前清洗。方法已成功用于确定不同的商业的谷物食品，炸薯条和薯片中的丙烯酰胺含量。

关键词：丙烯酰胺，衍生化反应，三福醋酸酸酐，谷类食物，GC—ECD。

介绍

2002年四月，斯德哥尔摩大学的研究人员和瑞典国家食品管理局(NFA)报道丙烯酰胺（AA）的存在，这在常见的油炸和微波烹煮食物的基础上可能是致癌的，最近的研究表明，丙烯酰胺是当氨基酸(特别是天门冬素)与还原糖进行美拉德反应时形成的，比如与葡萄糖反应。这发生在富含自由的天冬氨酸的食物经高达120℃的温度热处理的时候。

AA（或者是2-丙烯酰胺均聚物，CH2CHCONH2）是一个低分子量（71.08-Da)高极性、低波动性的乙烯基化合物。它是一种无色无味的结晶物质，高水溶性，在空气中容易反应，能快速聚合成聚丙烯酰胺。准确的分析方法来确定丙烯酰胺的等级需要评估人体接触丙烯酰胺这有害的化合物的量。敏感、可靠的分析方法的开发以及在不同的食物模型中验证最低水平AA量化是必不可少的。几个在食物中量化AA含量的分析方法已被报道过。分析方法自从2004年发展，在最近的两个评论中被深度的描述和讨论。这两篇论文都认为样本模型的影响是很重要的（模型中AA的量化富含干扰化合物是非常困难的）并且声明，任何分析方法确定的食品中AA含量应改该是简单、快速、廉价、有效、安全、可靠。

本研究的目的是使用我们痕量分析不同模型的经验开发和验证一个快速、高度敏感和可靠的GC方法以确定丙烯酰胺在谷类中的含量。该方法涉及一种新型AA衍生化技术，它是使用三氟醋酸的酸酐(TFAA)，气相色谱和电子捕获检测。

方法和材料

化学品和材料

丙烯酰胺(AA)是奥尔德里奇(布克斯、瑞士)制得。三氟醋酸的酸酐(TFAA)是Supelco 制得。乙腈，吡啶，甲苯、异辛烷、甲醇、无水硫酸钠、碳酸氢钠和林丹（内部标准，I.S.)是意大利的Carlo Erba制得。丙烯酰胺的标准溶液(0.1mg ml*-1)是在乙腈中溶解这种化合物得到。谷类食物的样品(饼干、面包干、饼干、谷物早餐)，薯条，薯片是在两个意大利超市购买。

AA与TFAA衍生化

将吡啶(3mu;L)和TFAA(10mu;L)添加到50mu;L AA标准溶液(1mu;g毫升minus;1)或者到一个包含正真样本的溶液中。把混合物密封在一个瓶中，一直持续放在在65°C水浴中25 - 30分钟。在冷却之后，残渣融入100ul的甲苯，再加入10ul林丹（0.47ug/ml）。用GC—ECD方法分析这个溶液（1ul）。

衍生化过程的样品制备

谷类食品和土豆粉样本在抽样之前要均质。在取样之后，重样品(1.0 g谷类食品或0.5 g土豆)放置在10毫升离心管，每个中添加3毫升异辛烷。将每一个玻璃管盖上盖子和漩涡

混合2 - 3分钟。然后将管在10000转下离心5分钟，移除上清液。离心后再加入乙腈（3ml到谷类食物，1.5ml到土豆），然后把溶液放入超声波清洗器中搅拌5分钟用于提取丙烯酰胺。将这个管放在10000转下离心5分钟，然后收集上清液。这个过程对每个样本重复三次。旋转蒸发浓缩收集到的有机提取物。后转到1毫升瓶，AA标准溶液执行上述衍生化步骤。

用GC—ECD分析AA

熔融石英毛细管柱上涂上化学结合SE-54(5%苯基- 95 %二甲聚硅氧烷)，准备在我们实验室使用。分析特点是:30m*250um i.d.；理论塔板数N，120000 和90°C的正十二烷；能力系数K，7.3；膜厚度df，0.24um；最佳氢载气的线速度Uopt，39.5cm/s；理论的使用效率UTE，95%。

保持这一栏70摄氏度1分钟，温度从70℃到130℃每分钟增加5℃。在30s后到达130 ℃，再以每分钟8℃的速度从130℃增加到280℃，然后维持在280℃4分钟。

GCminus;ECD量化是由达尼(意大利 蒙扎)国防部使用的。86.10 HT GC配备了编程的温度蒸发(PTV)注射器和一个电子捕获检测器(ECD)，并连接到适当的软件(清晰，尖端数据，布拉格，捷克共和国)。ECD的温度是280℃。载气是氢气，1ml/min的流量。在30s后到达60℃，PTV的温度是设置以800min^-1的速度从60℃增加到280℃并保持280℃1分钟。90s后阀门打开。注射量是1ul。每个分析进行至少三次。

AA衍生物浓度是从绘图比例构造的校正图中得到的，范围（AA衍生物）/范围（林丹，I.S)对AA浓度（ng/ml），或通过使用“括弧”方法（标准的分析，样品和标准的分析）的AA衍生标准的解决方案。所有的样品在相同的实验条件下进行了分析和量化一式三份。

所有试验在无水硫酸钠添加到“最终”的解决方案之后进行。这盐吸附水分子，避免丙烯酰胺衍生物的退化。

结果与讨论

方法在本文是基于一种新的使用三氟醋酸的酸酐生产AA衍生品衍生化过程。图1显示了反应生产AA衍生物。我们假设这种衍生物是三氟乙酸的衍生物，他通过在酸性条件下的三组COCF3和一个水分子的化学反应而存在。这个假说已经被EI质谱分析（全扫描，m/z50-450u.m.a）所证实，EI质谱分析曾证实在m/z377的质核比下有由分子组成的粒子存在。图2表示AA衍生物和IS（农用杀虫剂林丹）随着时间变化分别在50、60和80摄氏度的化学反应的发生率（R）。测算表显示，AA衍生物的产量随着温度的升高而增加。因为乙䞍的沸点是81.6摄氏度，所以在80摄氏度操作实验不太方便。在这个温度下，衍生物形成得更快，但是也有可能会导致部分的溶剂蒸发与随之而来的析出物损失的问题。为了避免这个问题，我们将实验温度与实践选择在65摄氏度时间是25-30min。我们也研究了氮苯的最适体积（0.3ul)和衍生剂的最适体积（10ul)。我们测试了1ul、3ul、5ul和10ul的体积氮苯。不同的体积导致不同的回收。超过3ul体积的氮苯保留超额量的氢离子，这同时也带来了衍生剂产量减少这个随之而来的后果。在TFAA体积为5ul，10ul,15ul和20ul时测试不同体积所带来的影响。当体积超过10ul，便不再有衍生剂回收方面的提高。

表1

用TFAA利用GC–ECD分析分析丙烯酰胺衍生物得到的

回归方程 R LOD (ng gminus;1) LOQ (ng gminus;1) Intra-day RSD Inter-day RSD

Y=1.005x 0.9935 1.0（1.7） 25（4.2） 2.1 3.6

R回归方程的相关系数计算的线性范围为0.03–10mu;Gminus;1。

LOD，检测限（S / N = 3:1）

LOQ, limit of quantification (s/n=7:1)

计算出的浓度为100毫克每克日内 和日间RSD。LOD和LOQ的RSD显示在括号中

所有的分析数据（表1）被计算出都在0.03-10.0ug-1之间（回归方程y=1.005x-1.257,相关系数r=0.9935).相关系数在宽广的线性范围内比0.994大：这证明了TFAA适用于在不同的基质和不同的浓度下的AA的分析。检测限（用信噪比计算，s/n，3/1）和定量限（用信噪比7:1计算）分别为1.0 -0.017ngg-1和25.0 -1.05ngg-1,均与文献记载一致。被用于测量100ngg-1浓度和被表示为相对标准偏差（RSDs）的日内和日间的测量分别为2.1和3.6，这表明分析方法的可重复性是较好的。

应该强调，引用文献中报告的决定是基于耗时的准备，典型AA衍生化（2-巯基苯甲酸或者溴试剂KBr和KBrO3）可使用乙酸乙酯进行液液萃取。本文报道的方法可用于谷类食物和土豆样品，成比例的LODs和LOQs在常规分析中能够使AA的识别在非常高的灵敏度下识别痕迹量级，在特殊情况下，这种方法适用于不同的模型，可以用于非专业化分析实验室,因为它简单的样品制备和衍生化过程。

AA的回收率是在不同浓度下研究的，样本包含不同浓度的加入标准的AA标准溶液（1,20,50和100ng/g）的AA。复苏率总是大于96%（平均回收率98.3%；标准偏差1.6），并档AA含量高的时候且几乎是完整的，（平均回收率99.8%；标准偏差0.1）

最后，我们使用这程序来分析含有不同数量的AA的八个不同的模型。被调查的样品通常在白天作为早餐、午餐或者零食被消耗，并且所有的商品在意大利都可以在市场上买到。表2显示了用GC—ECD方法中测定不同模型中测定AA含量所得到的结果。

总结

本文提出了一种分析方法测定食品中丙烯酰胺含量与不同的模型组成。一种新的使用丙烯酰胺等化合物等试剂的TFAA衍生化反应，是非常容易执行和导致AA衍生物的形成的；在注射之前不需要清理AA衍生物。使用GC—ECD能够研究分析AA含量数据。我们相信该分析方法简单、快速、廉价和可靠的，会议文献的标准认为丙烯酰胺的分析方法是可行的。因为衍生使用一种常见的试剂三氟醋酸的酸酐，而且因为分析是通过世界上普遍使用的一种仪器GC-ECD，它可以很容易地通过运用分析实验室用于常规AA分析。

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食安121

朱晓聪

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