气相色谱法测定液态奶中1,2-丙二醇的方法优化

2022-02-13陈德斌许均图陈冬虹陈嘉仪

现代食品 2022年24期

◎ 陈德斌，许均图，陈冬虹，陈嘉仪

（广州华鑫检测技术有限公司，广东广州 510663）

1,2-丙二醇是一种有机化合物，常态下为无色黏稠液体，近乎无味，细闻微甜，可与乙醇、水及多种有机溶液互溶。1,2-丙二醇在食品加工中应用广泛，有稳定、保湿、增稠、增香的作用。《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB 2760—2014）中规定了1,2-丙二醇在生湿面制品中的最大使用量为1.5 g·kg-1，在糕点中的最大使用量为3.0 g·kg-1，而在液态奶中不允许使用1,2-丙二醇作为食品添加剂。然而，有生产厂家为了增强液态奶的口感，使其入口更加香滑醇厚，在液态奶生产过程中超范围添加丙二醇。有关纯牛奶中检出1,2-丙二醇的新闻一度被推上热搜，生产企业在生产纯牛奶的过程中超范围使用食品添加剂丙二醇的事实被曝光，涉事企业也因此被立案调查[1]。

1,2-丙二醇可作为稳定剂、抗结剂、水分保持剂、增稠剂、消泡剂和乳化剂，在糕点和生湿面制品的生产中使用，是一类低毒的食品添加剂，但如果超范围添加到日常饮用的液态奶中，长期摄入会在人体内积累，可对神经系统和泌尿系统造成一定影响，导致失眠、恶心、肾功能紊乱等中毒反应。因此加大对液态奶中1,2-丙二醇的检测力度对食品安全监管有积极的意义。目前，《食品安全国家标准食品中1,2-丙二醇的测定》（GB 5009.251—2016）规定了食品中1,2-丙二醇的检测方法，其中针对液态奶中1,2-丙二醇的检测用到了第一法气相色谱法，采用外标法定量[2]。赵娅鸿[3]也研究了不同样品中丙二醇的检测方法，而在实际工作中通过不断优化实验操作和仪器方法以提高检测效率，同时也发现使用内标法可以更好地消除误差和干扰[4-6]。本文是在《食品安全国家标准食品中1,2-丙二醇的测定》（GB 5009.251—2016）第一法的基础上，对液态奶中1,2-丙二醇的检测方法进行优化。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1,2-丙二醇标准品（10 000 mg·L-1，上海安谱）；正丁醇（HPLC 级，1 L，CNW）；无水乙醇（分析纯，广州化学试剂厂）；有机系针头式滤膜（0.45 μm，上海安谱）；气相色谱仪（Agilent 7890B，配FID 氢火焰离子化检测器）；百分之一电子天平（赛多利斯BSA822-CW）；万分之一电子天平（梅特勒-托利多ME204E）；涡漩振荡器（IKA MS2）；超声波清洗器（WIGGENS UA03MFDN）；高速冷冻离心机（湖南赫西HR/T20MM，配50 mL×8 位转子）。

1.2 标准溶液配制

1.2.1 标准储备液的配制

精确吸取1 mL 10 000 mg·L-1的1,2-丙二醇标准品于10 mL棕色容量瓶中，加入无水乙醇至刻度，摇匀，即得1 000 mg·L-1的1,2-丙二醇标准储备液。

1.2.2 内标工作液的配制

精确称量0.5 g 正丁醇于100 mL 棕色容量瓶中，加入无水乙醇至刻度，摇匀，即得5 000 mg·L-1正丁醇内标工作液。

1.2.3 标准系列溶液的配制

精确吸取0 μL、20 μL、50 μL、100 μL、200 μL和500 μL 浓度为1 000 mg·L-1的1,2-丙二醇标准储备液分别置于6 个10 mL 棕色容量瓶中，再分别各加入20 μL 5 000 mg·L-1正丁醇内标工作液，再以无水乙醇分别定容至刻度，即得质量浓度为0 mg·L-1、2.0 mg·L-1、5.0 mg·L-1、10.0 mg·L-1、20.0 mg·L-1和50.0 mg·L-1的1,2-丙二醇标准系列溶液，其中内标物正丁醇的质量浓度均为10 mg·L-1。

1.3 样品前处理

将液体奶放至室温后摇匀，称取均匀试样5 g（精确到0.01 g）于25 mL 容量瓶中，加入50 μL 5 000 mg·L-1正丁醇内标工作液，加入无水乙醇定容至刻度，涡旋振荡1 min，再超声提取5 min，将提取液混匀之后转移到50 mL 尖底离心管中，10 000 r·min-1冷冻离心3 min，取上清液过0.45 μm 有机相针头式滤膜后装入进样瓶中，待测。

1.4 气相色谱条件

色谱柱：HP-INNOWAX 毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；载气：高纯氮气（99.999%）；载气流速：1.2 mL·min-1；进样量：1.0 μL；进样模式：分流进样，分流比15 ∶1；进样口温度：230 ℃；程序升温：60 ℃保持1 min，以20 ℃·min-1升温至240 ℃保持5 min；FID 温度：260 ℃；氢气流速：35 mL·min-1；空气流速：350 mL·min-1；尾吹气流速：30 mL·min-1。

2 结果与分析

2.1 前处理方法的优化

本试验通过减少样品量和提取溶剂的使用量来优化实验的成本，并兼顾环境保护。增加了超声提取的环节以提高提取效率和样液的均匀度。在超声时间的选择方面，试验对比了5 min、10 min、15 min 超声时间对提取效率的影响，结果表明超声时间从5 ～15 min对提取效率均无显著影响。故选择5 min 超声时间以提高前处理效率。

2.2 色谱条件的选择与优化

2.2.1 分流比的优化

试验研究了5 ∶1、10 ∶1、15 ∶1、20 ∶1 和25 ∶1 共5 种分流比对分离度和目标峰峰形的影响，发现分流比太低易导致目标峰峰宽过大，分流比太高时检测灵敏度显著降低。在15 ∶1 分流比的条件下，目标峰峰形好看，同时可以保证方法的灵敏度。

2.2.2 载气流速的优化

试验研究了0.8 ～1.8 mL·min-1的载气流速对目标峰的影响，结果表明载气流速低于1 mL·min-1时峰形略有拖尾，而当载气流速较高时，柱头压力较高且正丁醇与1,2-丙二醇的分离效果不够好。故选择1.2 mL·min-1的载气流速，以兼顾分离度和峰形。

2.2.3 程序升温的优化

试验研究了恒定温度和程序升温两种柱温模式下目标物出峰效果，研究表明恒温条件下分离度差、出峰晚，且峰形不理想。而程序升温能提高上机效率，保证有良好分离度和峰形。

2.3 色谱柱的选择

试验对比了DB-1、HP-5、DB-17、DB-WAX 和HP-INNOWAX 等5 种色谱柱对目标物的分离效果，结果表明DB-WAX 和HP-INNOWAX 分离效果佳，使用HP-INNOWAX 的峰形比使用DB-WAX 的峰形更加尖锐对称，且HP-INNOWAX 柱的柱流失更低，故选择HP-INNOWAX 柱。