气相色谱法测定湿面条中丙二醇方法探讨

孟庆顺

(淮安市食品药品检验所，江苏 淮安 223300)

湿面条是人们生活中最常见的小麦粉类面食食品，是一种老少皆宜的食物,制作历史悠久，同挂面相比，具有新鲜、爽口、有咬劲、较好的面香味等特点，品种众多，有山药面、杂粮面等，一直受到广大消费者的喜爱[1-4]。丙二醇分子式为C3H8O2，主要有两种同分异构体1,2-丙二醇和1,3-丙二醇[5]。丙二醇在食品中有乳化、稳定、凝固的作用，在湿面条生产过程中添加丙二醇主要作为水分保持剂、增稠剂等作用，丙二醇有较强的吸湿性，对湿面条有保湿和抗冻作用，使湿面条获得更好的口感，还能让良好的口感保持更久[6-7]。GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中允许其用于生湿面制品和糕点中，并规定在生湿面制品中的最大使用量应不超过1.5 g/kg[5]。丙二醇属于安全低毒类食品添加剂，但长期过量食用可能就会在血液和肾脏中累积，从而导致中毒。主要影响人体神经系统，可能会造成呼吸变缓、心率降低、失去意识等。目前检验方法为GB 5009.251—2016《食品安全国家标准 食品中1，2-丙二醇的测定》，在标准方法中仅对1，2-丙二醇进行检测，作为同分异构体，目前有的食品企业添加了1，3-丙二醇，所以，有可能丙二醇超过GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》限量值而生产企业不自知，食品添加剂和我们每个人的身体健康息息相关，在食品生产企业中有着很重要的作用和地位[8-14]。为了保障人民群众的健康，对标准作进一步的研究和探讨有一定的意义。笔者在实验中利用安捷伦7890B气相色谱氢火焰检测器(FID)，外标法标准曲线法对湿面条中丙二醇进行检测，该方法具有干扰物质少、实验操作简单以及运行成本低等优点，为湿面条的企业生产、质量控制和市场监管提供一定的技术支持，也为其他类的食品中丙二醇检测提供可行的参考。

1 材料与方法

1.1仪器与试剂

7890B气相色谱仪(配有FID检测器，7693液体自动进样器和150位进样盘)，安捷伦;XW-80A旋涡混合器，上海弛唐电子有限公司;XIR高速低温离心机，赛默飞世尔;ME204T/02分析天平,梅特勒仪器有限公司。

1，2-丙二醇及1，3-丙二醇(标准物质编号分别为：BW901222-10000-c、BW902825-1000-c，浓度分别为：10 000 μg/ml、1 000 μg/ml，不确定度分别为1%、2%)，北京坛墨质检科技有限公司生产;无水乙醇(C2H6O,CAS号:64-17-5.色谱纯)，阿拉丁;有机相针式滤器(尼龙)，100只/罐，13 mm，0.22 μm,上海安谱实验科技有限公司。

1.2气相色谱条件

(1)色谱条件：检测器：300℃，色谱柱流速：1.0 ml/min，进样口温度：230℃；分流进样，分流比5∶1，进样量1 μl，毛细管柱DB-WAX(50 m×0.32 mm×1.0 μm)，色谱柱流速1.0 ml/min。

1.3 标准溶液配制

(1)分别吸取1，2-丙二醇标准溶液0.01、0.02、0.05、0.1、0.16 ml、1，3-丙二醇标准溶液0.2、0.4、1.0、2.0、3.2 ml于10 ml的容量瓶中，以无水乙醇定容至刻度，依次配制成1，2-丙二醇标准溶液为10、20、50、100、160 μg/ml和1，3-丙二醇标准溶液20、40、100、200、320 μg/ml系列标准液，现用现配。

1.4 试样制备及测定

湿面条样品用粉碎机粉碎混合均匀，称取4 g(精确至0.001 g)于15 ml离心管中，加入10 ml无水乙醇，涡旋混匀3 min，5 000 r/min离心10 min，用0.22 μm气相滤头过滤于进样瓶中，待测。同时做空白试验。

2 结果和分析

2.1 色谱图与方法线性关系

将准确配制好的1，2-丙二醇、1，3-丙二醇5个系列混合标准液和样品试样，在1.2条件下测定1，2-丙二醇、1，3-丙二醇色谱峰面积，得到浓度为50 μg/ml 1，2-丙二醇和浓度为100 μg/ml 1，3-丙二醇标准溶液色谱图(图1)和样品色谱图(图2)。以1，2-丙二醇、1，3-丙二醇系列标准工作液的浓度为横坐标，以1，2-丙二醇、1，3-丙二醇色谱峰面积为纵坐标，绘制1，2-丙二醇和1，3-丙二醇线性回归标准曲线(图3)。

图1 标准溶液色谱图

图2 实际样品色谱图

图3 标准曲线谱图

2.2 实验条件的优化

2.2.1检测器和进样口条件的选择

目前安捷伦气相色谱常用的4种检测器分别是火焰光度检测器(FPD)、氮磷检测器(NPD)、电子捕获检测器(ECD)、氢火焰检测器(FID)，经过试验和查找相关资料，FPD、NPD检测器主要检测有机磷等农药残留，而ECD检测器对1，2-丙二醇和1，3-丙二醇的响应值很低，基本不出峰，1，2-丙二醇和1，3-丙二醇的沸点分别是190℃和210℃，FID检测器对1，2-丙二醇，1，3-丙二醇检测具有明显的优势，仪器响应值很高，选择检测器温度240、270、320℃和选择进样口温度200、230、250℃进行多次试验，发现检测器温度过高，噪音过大导制基线漂移，温度太低，样品不出峰，故选择检测器温度300℃和进样口温度230℃，在此条件下1，2-丙二醇和1，3-丙二醇两种物质峰形最好且分离效果最好。

2.2.2色谱柱的选择

本试验考察了毛细管柱DB-WAX(50 m×0.32 mm×1.0 μm)、DB-FAAP(50 m×0.32 mm×0.50 μm)、HP-INNOWAX(30 m×0.32 mm×0.50 μm)、HP-1(30 m×0.32 mm×0.5 μm)、HP-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、DB-17(30 m×0.32 mm×0.25 μm)等毛细管柱的分离效果，结果表明：选择极性柱时，两种组分都可分离，HP-WINWAX柱由于30 m长，两种组分的保留时间有点靠前，DB-WAX由于毛细管柱的膜更厚，蜂形显得更尖锐稳定和对称，分离效果更好，而HP-1和HP-5毛细管柱基本不出峰，DB-17毛细管柱峰形很差，线性不好，根据有机物丙二醇的化学物理性质，以及参考相关文献，最终选择DB-WAX毛细管柱(50 m×0.32 mm×1.0 μm)，分离效果最理想。

2.2.3柱温和柱流速的选择

柱箱温度主要有恒温和程序升温两种，恒温主要适用于分析沸点差异不大，性质相近的化合物，由于湿面条可能添加不同种类的食品添加剂如脱氢乙酸、丙酸、香精香料等，程序升温加快高沸点物质的出峰速度，减少扩散，分离效果更好，故试验针对毛细管柱DB-WAX(50 m×0.32 mm×1.0 μm)分析了不同柱温和柱流速下的标样出峰情况和分离效果，比较不同的程序升温出峰情况。程序升温主要是速率的设定，升温速率越快，出峰就快，分析时间越短，但是会降低峰的分离度，所以必须找到效率和效果的平衡点，达到满意的分离效果。设定毛细管柱DB-WAX程序升温80℃(6 min)-15℃/min升至170℃(3 min)-20℃/min升至240℃(11 min)和80℃(6 min)-20℃/min升至240℃(14 min)等以及分别在柱流速为0.5、0.8、1.2、2.0 ml/min等几种情况下标样的色谱图，当柱流速大于2.0 ml/min，出峰时间提前，容易造成目标物之间分离度和峰形都不理想，当柱流速小于0.5 ml/min，就降低了工作效率，出峰时间过长，利用正交试验法对色谱柱温度和柱流速进行优化设计，找出最佳温度和程序升温时间。即：柱箱80℃(6 min)-15℃/min升至170℃(3 min)-20℃/min升至240℃(11 min)，后运行250℃(1 min)，柱流速1.0 ml/min，分离效果较好。

3.1 标准曲线，检出限的测定

按优化好的试验条件对1，2-丙二醇和1，3-丙二醇混合标准溶液系列进行色谱分析，以1，2-丙二醇、1，3-丙二醇系列标准工作液的浓度为横坐标，以1，2-丙二醇、1，3-丙二醇色谱峰面积为纵坐标，绘制1，2-丙二醇和1，3-丙二醇标准曲线。结果表明，1，2-丙二醇在10～160 μg/ml和1，3-丙二醇在20～320 μg/ml，标淮物质浓度与峰面积呈良好的线性关系，相关系数均大于0.999，丙二醇混合标准溶液浓度为10、20 μg/ml时，工作站得出的信噪比分别为32.1、37.4，逐级稀释至1、2 μg/ml时，工作站得出的信噪比为3.3、3.6，即1、2 μg/ml是1，2-丙二醇、1，3-丙二醇的最低检测浓度，以3倍信噪比(3S/N)计算1，2-丙二醇、1，3-丙二醇的检出限分别为(1 μg/ml×10)/4=0.025 g/kg、(2 μg/ml×10)/4=0.05 g/kg。

标准曲线、检出限见表1。

表1 线性测定结果

3.2 定量限

取空白样品4 g，加入0.003 ml 1，2-丙二醇标准溶液和0.06 ml 1，3-丙二醇标准溶液，按照1.4进行处理，在1.2色谱条件下平行进样测量6次，按照S/N=10计算出方法定量限，见表2。国家标准GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准规定丙二醇在生湿面制品中的最大使用量不超过1.5 g/kg，完全满足标准要求。

表2 方法定量限(n=6)

3.3 加标回收率及精密度试验

在阳性样品中分别加入0.002、0.01、0.04、0.08 ml浓度为10 000 μg/ml 1，2-丙二醇和0.05、0.1、0.4、0.8 ml浓度为1 000 μg/ml 1，3-丙二醇进行加标回收试验，如表3所示。

表3 回收率测定结果(n=6)

检测的各组分加标回收率1，2-丙二醇为86.20%～98.10%，1，3-丙二醇为88.32%～98.66%，精密度(RSD)1，2-丙二醇在1.43%～4.64%，1，3-丙二醇在1.26%～4.16%，所有目标物的相对标准偏差均小于5%。

4 结论

本研究通过优化气相色谱条件及样品前处理条件，建立一种适用于湿面条中1，2-丙二醇和1，3-丙二醇的检测方法，用外标法标准曲线法对湿面条中1，2-丙二醇和1，3-丙二醇同时进行测定，该方法具有精密度高，检出限低，灵敏度好和运行成本低等优点。无水乙醇对环境污染小，通过对样品的加标回收和样品中目标物质的反复多次验证，测试结果表明完全满足国家标准QB/T 5472—2020《生湿面制品》、中国粮油协会于2020年4月制订实施的团体标准T/CCOV 6—2020《生湿面制品》以及深圳市食品工业协会于2019年1月制订实施的团体标准T/SZSSPGYXH002—2018《生湿面及制品》等标准规定的要求，为企业生产、质量控制、市场监督和相关检测机构提供一定的应用价值和技术支持。