GC-QQQ顶空进样法测定牛乳中香兰素

高海燕

（内蒙古产品质量检验研究院，内蒙古呼和浩特 010070）

GC-QQQ顶空进样法测定牛乳中香兰素

高海燕

（内蒙古产品质量检验研究院，内蒙古呼和浩特 010070）

应用三重四级杆气质联用仪（GC-QQQ）技术建立了牛乳中香兰素定量分析方法，以乙醚为萃取剂直接提取样品中的香兰素，浓缩乙醇定容后顶空进样法排除牛奶中乳脂等成分的干扰，通过多反应监测模式对样品中香兰素进行测定，效果良好。方法定量限0.02 mg/kg（S/N=3），加标浓度为0.2 mg/kg时，回收率79.1%～86.2%，RSD值3.3%，线性范围0.1～4.0 mg/L（R2=0.999 8）。该法具有样品预处理简单、灵敏度高、分析时间短等优点，适用于牛乳中香兰素的测定及其他样品中香兰素的快速定性。

GC-QQQ；顶空；牛乳；香兰素

香兰素（Vanillin）即4-羟基-3-甲氧基苯甲醛（4-hydroxy-3-methoxybenzal-dehyde），又称香草醛（Vanillic aldehyde），白色针状结晶，有芳香气味。香兰素是从大型兰科植物香荚兰的种子中提取出来的物质［1］，是第1种人工合成香精，且合成工艺简单、原料成本较低［2］，目前的主要合成方法有酶合成法、微生物发酵法和植物细胞培养法［3］。因乙基香兰素的香味比等量的香兰素强且能持久留香，香兰素往往搭配乙基香兰素使用，搭配比例约为3∶1［4］。根据GB 2760—2011食品安全国家标准食品添加剂使用标准的要求，凡使用范围涵盖0～6个月婴幼儿配方食品，禁止添加任何食用香料。目前，尚缺乏婴幼儿配方食品中香兰素的官方检测方法，因此建立一种香兰素的快速定性检测方法对食品品质的控制十分重要。目前，文献报道的测定方法有高效液相色谱法、气相色谱［5-6］、液相色谱-质谱联用法［7-8］、紫外分光光度法［9］、气相色谱-质谱联用法。本文通过优化样品的测试条件，简化前处理过程，建立了顶空进样结合GC-QQQ/MRM测定牛乳中香兰素的方法，以期为婴幼儿食品安全质量监控、保证牛乳品质和人体健康提供技术支持。

1 试验方法

Agilent 7000-7890A型三重四极杆气质联用仪；Agilent 7697型顶空自动进样器；恒温水浴锅；电子分析天平；香兰素标准品（纯度≥99.0%，CAS No. 121-33-5），环境保护部环境标准研究所提供；无水乙醇、乙醚（色谱纯）；无水硫酸钠（分析纯）。

称取10 g乳样于带盖离心管中，用60 mL乙醚分3次萃取（30，20，10 mL），合并乙醚层，经高温活化后的无水硫酸钠过滤，浓缩（控制速度以防香兰素损失），乙醇定容至2 mL，于10 mL顶空进样品瓶中供GC-QQQ分析测定。

（1）标准储备溶液配制。准确称取香兰素标准品，用无水乙醇配制成质量浓度1 000 mg/L的香兰素标准储备液。

（2）标准中间溶液配制。吸取0.1 mL香兰素标准储备液，用无水乙醇定容至10 mL，得到10 mg/L的标准中间液。

分别吸取0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 mL标准中间液并以无水乙醇定容至10 mL，得到香兰素系列标准溶液质量浓度分别为0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 mg/L。

（1）顶空条件。平衡时间30 min，加热箱温度60℃，定量环温度70℃，传输线温度90℃。

（2）气相色谱条件。色谱柱0.25 mm×30 m× 0.25 μm，HP-5ms型；载气：氦气（纯度不低于99.999%）；恒流流速1.0 mL/min，分流比2∶1；进样口温度250℃；升温程序：70℃保持4.5 min，以5℃/min升到160℃，再以30℃/min升到250℃，保持5 min。

（3）质谱条件。电子轰击EI离子源，离子源温度250℃；四级杆1温度150℃；四级杆2温度150℃；电离电压70 eV；电子倍增器电压1 200 V；接口温度280℃；自动调谐；溶剂延迟10 min。

通过MS1 Scan全扫描模式获得总离子流图，根据Scan条件下香草醛的保留时间及相应的质谱图，确定子离子并进行子离子扫描，优化碰撞能，最后确定MRM多反应监测参数。

2 结果与讨论

2.1.1 母离子的确定

采用GC-QQQ对香兰素标准溶液进行MS1 Scan模式全扫描，扫描范围35～200 u，对标准溶液进行定性确定分析。

香兰素标准品全扫描色谱见图1，香兰素全扫描质谱见图2。

图1 香兰素标准品全扫描色谱

由图1可知，采用GC-QQQ对香兰素进行测定，香兰素保留时间为18.747 min，色谱图中无其他杂峰。由图2可知，通过MS1 Scan全扫描香兰素丰度最大的离子峰质荷比为151（152）m/z。

质谱图匹配结果见表1。

图2 香兰素全扫描质谱

表1 质谱图匹配结果

由表1可知，最佳匹配化合物为香兰素，匹配度为96.71%。

NIST谱库中香兰素全扫描质谱见图3。

图3 NIST谱库中香兰素全扫描质谱

由图3可知，与试验中香兰素全扫描质谱图一致。综合MS1 Scan全扫试验及谱库检索结果确定，产物离子扫描母离子质荷比为152 m/z。

2.1.2 产物离子的确定

设定母离子质荷比为152 m/z，设置不同的碰撞能，对其产物离子进行扫描。

产物离子扫描色谱见图4，产物离子扫描质谱见图5。

经过对所有产物离子质谱图的分析，选择丰度高的特征子离子作为MRM方法的子离子，确定产物离子质荷比为81，108 m/z。

2.1.3 MRM多反应监测条件的确定

确定特征离子对（母离子→子离子）后分别设定不同碰撞能运行序列，优化每个离子对的最优碰撞能量，最后使用优化的碰撞能量，离子源参数保持不变，建立MRM方法。

图4 产物离子扫描色谱

图5 产物离子扫描质谱

香兰素MRM扫描参数见表2，香兰素多反应监测扫描色谱见图6，香兰素多反应监测扫描定量及定性离子对见图7。

表2 香兰素MRM扫描参数

图6 香兰素多反应监测扫描色谱

图7 香兰素多反应监测扫描定量及定性离子对

取0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，4.0 mg/L香兰素系列标准工作液，自动进样体积1 μL，每次进样前用溶剂清洗进样针6次，按照上述分析条件通过GC-QQQ/MRM进行定量测定，以质量浓度为横坐标、计数为纵坐标绘制标准曲线。

香兰素标准曲线见图8。

图8 香兰素标准曲线

标准曲线回归方程Y=387.684 843X+16.257 187，相关系数为0.999 8。以S/N=3确定本方法的检出限，得到香兰素的检出限为0.02 mg/kg。

称取空白样品6份，每份10.0 g，对样品进行加标回收测定。

加标回收试验（n=6）见表3。

表3 加标回收试验（n=6）

由表3可知，添加水平为0.2 mg/kg时香兰素的加标回收率在79.1%～86.2%，平均相对标准偏差为3.3%（n=6），满足试验要求。

利用有机溶剂直接提取牛乳中香兰素会将乳脂等其他复杂成分同时提取出来，乳脂成分的沸点极高，提取液不能直接进气相及相关仪器进行分析。若同时去除乳脂等复杂成分的方法操作较为繁琐，处理时间较长，容易造成样品损失。本研究中利用乙醚对样品进行3次提取，直接利用顶空进样器进样，不但操作步骤简单、处理时间短，且能高效去除其他复杂成分的干扰，减少对仪器的污染，不但能够提高检测效率，同时减少操作人员接触有机试剂的时间，从而降低风险。试验证明，该法操作简单，适用于香兰素的日常检测及风险监测等大批量快速检测及定性判断。

3 结论

本文建立了牛乳基质中香兰素的GC-QQQ多反应监测测定方法，可大大简化样品前处理操作过程，二级筛查及顶空进样方式有效消除复杂基质的干扰，具有定性准确、简便快速、分离度高等特点，是牛乳中香兰素含量快速测定及大批量样品中香兰素定性的较好方法。同时，由于香兰素具有一定的挥发性，利用顶空进样的优势及GC-QQQ定性的准确性可实现其他样品直接上样的香兰素快速定性分析方法。

［1］Ni Y N，Zhang G W，Kokot S.Simultaneous spectrophotometric determination of maltol，ethyl maltol，vanillin and ethyl vanillin in foods by multivariate calibration and artificial neural net-works［J］.Food Chem，2005，89：465-473.

［2］ 张瑞峰.愈创木酚法合成香兰素工艺综述 ［J］.广东化工，2012，39（8）：192-193.

［3］ 许美玲，王芳，谭天伟.香兰素生物合成技术进展及展望 ［J］.现代化工，2007，27（S1）：142-147.

［4］ 陶保华，储小军，赖世云，等.婴幼儿配方粉中香兰素和乙基香兰素的检测方法比较 ［J］.食品安全质量检测学报，2013，4（2）：421-426.

［5］ 林灵超，吴方圆.高效液相色谱法同时测定牛奶中的香兰素与乙基香兰素 ［J］.化学分析计量，2013，22（2）：60-62.

［6］ 刘玉萍.婴幼儿乳制品中香兰素的检测方法研究 ［J］.湖南文理学院学报（自然科学版），2011，23（2）：51-54.

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［8］ 罗冠中，刘祥，孟云彩.液相色谱串联四极杆质谱法同时测定婴幼儿配方食品中甲基香兰素和乙基香兰素［J］.分析试验室，2011，30（8）：84-87.

［9］ 张国文，倪永年.多元校正光度法同时测定食品中的香兰素和乙基麦芽酚 ［J］.分析科学学报，2005，21（1）：20-23.◇

A method for the determination of vanillin in milk powder by triple quad gas chromatography is developed.The sample is extracted with diethyl ether，concentrated，dissolved in ethyl alcohol，headspace sampled for eliminating consideration of butterfat，determined by MRM.The detection limit is 0.02 mg/kg（S/N=3） .The average recoveries range from 79.1%～86.2%with the relative standard deviations 3.3%.It shows good linearity over the range assayed 0.1～4.0 mg/L（R2=0.999 8）.The method is suitable for determination of vanillin in milk and quick qualitative analysis.

GC-QQQ；headspace sampling；milk；vanillin

1671-9646（2016）09a-0043-03

O657

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.015

2016-06-09

高海燕（1987— ），女，硕士，工程师，研究方向为产品质量检测与研究。