顶空－气相色谱法测定水产品中一氧化碳

王萍亚，黄 鹂，周 勇，赵 华，方 益，薛超波

（国家海洋食品质量监督检验中心，浙江舟山 316021）

近几年，水产品中一氧化碳中毒事件不断发生。由于一氧化碳对血红蛋白和肌红蛋白具有很强的结合能力（是氧气的200～250倍），肌红蛋白一旦与一氧化碳结合后，会使鱼肉色泽变得红艳又稳定，所以鱼肉中加入一氧化碳后可明显提升产品外观品相[1]。经一氧化碳处理后的生鱼片，虽然没有急毒性，不致于立即危害人体，但红嫩的色泽却会引导消费者误判鲜度而吃下不新鲜的鱼肉，导致食物中毒。目前，已有的一氧化碳检测方法如非分散红外法、电化学法等，主要是针对空气中一氧化碳含量的监测分析，对水产品中一氧化碳的检测和相关研究国内尚无报道。

顶空-气相色谱法[4](HS-GC)是一种符合“绿色分析化学”要求的分析手段，运用顶空分析技术[2-3]尤其是顶空-气相色谱法开展物质检测已有部分研究报道[5-10]。该技术具有不需要特殊设备、操作简单、灵敏度高等优点。采用自动顶空-气相色谱法检测技术，不仅可以用来分析测定水产品中一氧化碳的含量，建立水产品中一氧化碳的检测标准，而且通过分析一氧化碳对于水产品新鲜度的影响，最终可建立一套成熟的水产品中一氧化碳的检测方法。本文开展水产品中一氧化碳检测技术的研究，将对提高市场中水产品的食用安全性具有积极作用。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂

GC7890A气相色谱仪（美国Agilent公司），并配备甲烷转化炉；TurboMatrix HS 40 Trap顶空自动进样器（美国PerkinElmer公司）；电子天平（AB204-N，梅特勒公司）；冷冻离心机（Auanti J-E Beckman公司）；超纯水器MILLI-Q（MILLI PORECO公司）；多功能食品粉碎机（B-400，Buchi公司）；旋涡混合仪（VORTEX3，IKA公司）；超低温冰箱（Sanyo公司）；气密性进样器：100 μL；顶空瓶：20 mL，带开孔盖和硅胶垫片。1-辛醇；硫酸20%（V/V）；一氧化碳标准品（纯度≥99.9%）。

1.2 实验方法

称取5.00 g样品（精确到0.01g，去除内脏、骨和皮），切碎后，加20 mL 2℃的蒸馏水，均质1 min，4 000 r/min，4℃离心5 min后，吸取上清液9 mL于20 mL顶空瓶中，1 mL 20%的硫酸，0.1 mL 1-辛醇，充入高纯氩气后密封，混合2 min，静置1 h。

1.3 分析条件

1.3.1 气相色谱分析条件

进样口温度200℃；检测器：FID，甲烷转化炉温度375℃；载气为氮气；柱压力为25 psi；分流进样，分流比5∶1；升温程序：初始温度50℃，保持1 min，以5℃/min的速率升温至120℃，保持1 min。

1.3.2 顶空分析条件

炉温50℃；传输线温度：100℃；顶空瓶内样品平衡时间：12 min；加压时间：0.5 min；注射时间：0.04 min；进样压力：10 psi。

2 结果与讨论

2.1 色谱柱的选择

分别选取了CarbonxenTM 1006 PLOT、GS-carbonplot、HP-5三种不同色谱柱进行试验，结果表明，对于水产品样品，CarbonxenTM 1006 PLOT柱的灵敏度高、分离效果最佳。

2.2 顶空进样器条件的选择

2.2.1 样品平衡温度

在30～80℃的不同温度下进行试验，计算一氧化碳的色谱峰面积，结果表明，提高样品平衡温度可增加顶空气体中一氧化碳的浓度，但温度过高会引起顶空进样瓶的气密性下降、垫盖材料与瓶中组分的化学反应或对组分的吸附等问题，影响结果的准确性。因此样品平衡温度设定为50℃。

2.2.2 样品平衡时间

保持炉温50℃，设置不同的样品平衡时间，试验表明，12 min时气液两相已达到平衡，若时间过长则会造成瓶塞对蒸汽吸附量的增加，为保证一氧化碳有较大峰值，样品平衡时间选定为12 min。

2.2.3 加压时间

选择不同的加压时间进行试验，试验表明，加压0.5 min，压力即达到平衡，之后，顶空瓶的气密性会受到较大影响，因此加压时间定为0.5 min。

2.3 方法的评价

2.3.1 标准曲线

将一氧化碳标准气体在常压下充入20 mL的顶空瓶中，及时密封。在6个20 mL顶空瓶中，先后加入9 mL的蒸馏水、0.25 mL的1-辛醇、1 mL的20%硫酸，盖紧。分别用气密性进样器注入上述一氧化碳标准气体5 μL、10 μL、20 μL、30 μL、40 μL、50 μL，配成浓度分别为 0.5 μL/mL、1.0 μL/mL、2.0 μL/mL、3.0 μL/mL、4.0 μL/mL、5.0 μL/mL的标准一氧化碳气体系列。剧烈振摇混合1 min后，静置1 h。进行气相色谱测定。根据1.3项下条件进行分析（标准谱图如图1），以各组分的峰面积（Y）对其浓度（X，μL/mL）进行线性回归，得到回归方程、线性范围和相关系数（表1）。

图1 一氧化碳的标准图谱Fig.1 Chromatograms of carbon monoxide standard

表1 一氧化碳的线性范围、线性回归方程和相关系数Tab.1 Linear ranges,linear regression equation and correlation coefficients of carbon monoxide

2.3.2 方法检测限

检出限（LOD）和定量限（LOQ），定义为信噪比为3和10时所能检测到的样品浓度。本方法的检出限为 10 μg/kg，定量限为 50 μg/kg。

2.3.3 方法准确度和精密度

称取5.00 g空白鱼肉样品（去除内脏、骨和皮），添加一氧化碳标准气体，做4个水平加标回收率试验，每个水平重复测定6次。按前述方法进行样品的气相色谱分析，进行精密度和回收率实验，结果列于表2。加标回收率为88.0%～103.6%，符合残留分析要求；精密度（以相对标准偏差RSD计）为0.37%～2.87%，说明本方法精密度良好。空白鱼肉样品色谱图如图2，加标回收色谱图如图3。

表2 精密度和回收率结果（n=6）Tab.2 Recoveries and precisions of carbon monoxide(n=6)

图2 空白鱼肉样品色谱图Fig.2 Chromatograms of blank sample

图3 加标样品的一氧化碳色谱图Fig.3 Chromatograms of blank sample spiked with carbon monoxide standard

3 结论

运用自动顶空-气相色谱法测定水产品中一氧化碳含量，方法简便、快速，测定结果准确，适用于一些粘度大、成分复杂、不能直接进样的物质检测。该方法避免了繁琐的样品前处理步骤，减少了色谱柱的污染，具有较好的应用价值。

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