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“化繁從簡(jiǎn)”——食品中脫氫乙酸檢測(cè)的前處理優(yōu)化

2020-01-16

更近,小編在按照標(biāo)準(zhǔn)方法《GB 5009.121-2016 食品安全guo家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脫氫乙酸的測(cè)定 第二法 液相色譜法》做不同的食品基質(zhì)中脫氫乙酸的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),標(biāo)準(zhǔn)方法中處理果汁、烘焙食品、黃油等樣品的操作流程非常繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、誤差不可控的步驟過(guò)多,且回收率不理想。

因此,小編依據(jù)脫氫乙酸的性質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行改動(dòng)優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)使用P-SAX小柱(強(qiáng)陰離子交換柱)具有“化繁從簡(jiǎn)”的神奇效果,大大提升做樣速度和回收效果~

以下是方法優(yōu)化過(guò)程碰到的問(wèn)題和一些思考分享,以供各位朋友參考交流~

凈化方法的選擇

首先,小編歸納了guo家標(biāo)準(zhǔn)中的不同基質(zhì)樣品的提取、凈化方法。

果蔬汁、果蔬漿類(lèi)樣品:

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醬菜、發(fā)酵豆制品類(lèi)樣品:

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面包、糕點(diǎn)、焙烤食品餡料、復(fù)合調(diào)味料類(lèi)樣品:

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黃油類(lèi)樣品:

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不難看出,國(guó)標(biāo)的處理方法核心思路為:堿性溶液提取,提取液用甲酸調(diào)節(jié)pH后凈化。部分類(lèi)型樣品的凈化方法包括液液萃取(LLE)與固相萃?。⊿PE),如液液萃取法凈化后上機(jī)結(jié)果不理想,則使用C18小柱進(jìn)行固相萃取。

我們都知道,耗時(shí)更短是SPE法相比LLE法的優(yōu)勢(shì)之一,且國(guó)標(biāo)方法中也提及,如果LLE法效果不理想可使用SPE法,說(shuō)明SPE法凈化效果更有保證。

為了使檢測(cè)方法更加快速高效,小編使用固相萃取法作為凈化方法。

接下來(lái)小編將以國(guó)標(biāo)方法12.1.1 為例進(jìn)行方法驗(yàn)證與方法優(yōu)化。

方法驗(yàn)證

為驗(yàn)證國(guó)標(biāo)方法中C18小柱的保留效果,小編先使用脫氫乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行方法驗(yàn)證,確?,F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下,目標(biāo)化合物使用該方法能被有效回收,才能用來(lái)進(jìn)行樣品處理。

參考的國(guó)標(biāo)方法如下:

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實(shí)際操作中,小編做了兩個(gè)處理:

1、凈化處理:將脫氫乙酸標(biāo)液按12.1.1步驟凈化,收集洗脫液過(guò)濾上機(jī)。

2、未凈化處理:等濃度標(biāo)液作對(duì)照直接上機(jī)檢測(cè)。

來(lái)看一下經(jīng)過(guò)凈化和未經(jīng)過(guò)凈化的樣液脫氫乙酸的回收結(jié)果:

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(注:藍(lán)色峰為脫氫乙酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,黑色峰為洗脫液)

不難看出,收集到的洗脫液吸收峰變形嚴(yán)重。

考慮到兩者基質(zhì)溶劑不同,需要考察溶劑對(duì)峰形的影響。

因此小編又取一定量的標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液,分別用水、70%甲醇溶液配制成濃度為1ppm的上樣溶液,上機(jī)測(cè)定結(jié)果,譜圖如下:

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(其中藍(lán)色峰為純水基質(zhì),黑色峰為70%甲醇基質(zhì))

由圖可知,直接使用洗脫液上機(jī)會(huì)存在溶劑效應(yīng),需要將洗脫液中的甲醇除去,因此小編在洗脫步驟之后增加氮吹過(guò)程去除甲醇

令小編沮喪的是,除去甲醇后,回收率仍然不理想(15.35%)。小編收集了上樣、淋洗步驟的流出液上機(jī)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物未被檢出。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果看,導(dǎo)致目標(biāo)物回收率低的情況可能出現(xiàn)在提取環(huán)節(jié)固相萃取洗脫環(huán)節(jié),目標(biāo)物可能仍保留在小柱上。

然而,整個(gè)操作過(guò)程實(shí)在太繁瑣、太不確定!再去追究哪一步出現(xiàn)問(wèn)題要花大量時(shí)間!

綜合整個(gè)操作流程,涉及兩個(gè)調(diào)pH步驟,引入的誤差無(wú)法準(zhǔn)確控制;樣品提取液較少的時(shí),繁瑣的操作難免導(dǎo)致目標(biāo)物損失。一方面,檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度不好保障,另一方面,繁瑣的流程限制了做樣速度,增加方法改良的時(shí)間成本。這樣的方法即便有效也難實(shí)現(xiàn)大批量樣品的快速處理。

那么換個(gè)思路進(jìn)行方法優(yōu)化如何?

方法優(yōu)化

小編想,既然原有操作復(fù)雜、回收效果也不理想,那么能否通過(guò)更換更合適的SPE小柱,實(shí)現(xiàn)對(duì)方法的整體優(yōu)化,達(dá)到準(zhǔn)確,高效的實(shí)驗(yàn)效果?

小柱的選型要由目標(biāo)物性質(zhì)決定,小編首先看了一下脫氫乙酸的化學(xué)性質(zhì):

脫氫乙酸是吡喃的衍生物,常溫下呈晶體狀。脫氫乙酸晶體難溶于水,在甲醇中溶解度5%(w/w,25℃),水溶液弱酸性,飽和溶液pH=4。其鹽類(lèi)脫氫乙酸鈉在水中溶解度較大。


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 脫氫乙酸 

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脫氫乙酸鈉          

這里小編發(fā)現(xiàn),脫氫乙酸是一種有機(jī)弱酸,其離子化狀態(tài)是弱陰離子。那么,如果能使脫氫乙酸在提取和固相萃取富集環(huán)節(jié)保持離子化狀態(tài),是否可以利用離子交換機(jī)制選擇小柱呢?

考慮至此,小編選定了月旭P-SAX小柱(強(qiáng)陰離子交換柱)作為SPE凈化柱。使用P-SAX小柱回收脫氫乙酸時(shí),需要注意兩個(gè)環(huán)節(jié):

堿性環(huán)境中上樣(脫氫乙酸離子化,被小柱吸附);

酸性環(huán)境中洗脫(脫氫乙酸變回中性分子,失去與小柱間的作用力,被洗脫)。         

優(yōu)化后

在進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化后,更終的實(shí)驗(yàn)步驟、譜圖、回收率如下(以洋蔥基質(zhì)為例):

1、提取

稱(chēng)取2g樣品于50mL離心管,加入5mL氫氧化鈉溶液(1mol/L),定容至25mL,渦旋混勻2min,超聲提取15min,8000r/min離心5min,上清液待凈化。

2、凈化

SPE柱:月旭Welchrom? P-SAX,規(guī)格:200 mg/6mL。

活化:5mL甲醇,5mL水,棄去

上樣:10ml待凈化液上樣,棄去

淋洗:5mL水,棄去,抽干

洗脫:5mL10%甲酸甲醇,收集于15ml離心管中,抽干

濃縮:40℃氮吹至約200μL,用水定容至2ml,過(guò)0.45μm水系濾膜后上HPLC檢測(cè)。

3、儀器條件

色譜柱:月旭Ultimate?XB-C18, 4.6×250mm, 5μm

流動(dòng)相:0.02mol/L乙酸銨(pH=10):甲醇=35:65

柱溫:35℃

進(jìn)樣量:20μL
檢測(cè)波長(zhǎng):484nm

流速:1.0mL/min

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改進(jìn)后的提取步驟避免了國(guó)標(biāo)方法中兩次調(diào)節(jié)pH的繁瑣,操作快速、回收率更加理想。

小編后來(lái)又用黃油、辣條、面包、青團(tuán)等樣品做了驗(yàn)證,回收率和RSD均十分理想。

方法改良成功?。ü恼苸~~~)

總結(jié):

在進(jìn)行脫氫乙酸的檢測(cè)中,按方法開(kāi)發(fā)步驟分別進(jìn)行了洗脫液、SPE小柱類(lèi)型、前處理方法優(yōu)化。因此在某種目標(biāo)物檢測(cè)方法改進(jìn)時(shí),需要針對(duì)目標(biāo)物性質(zhì)、SPE機(jī)制、實(shí)驗(yàn)整體流程三個(gè)方面進(jìn)行,且每一個(gè)步驟都需要摸索出z佳條件,從而得出一個(gè)穩(wěn)定、高效的檢測(cè)方法。

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