頂空-GC/MS法測定水產(chǎn)品中6種含硫類致嗅物質(zhì)
相關(guān)鏈接： 中國安全網(wǎng) 中國質(zhì)量網(wǎng) 中國論文網(wǎng) 中國資訊網(wǎng)
蔣玲波，薛超波，王萍亞，戴意飛，趙巧靈
浙江省海洋水產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心，舟山市食品藥品檢驗(yàn)檢測研究院(舟山316021)
摘要建立了自動(dòng)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)同時(shí)測定水產(chǎn)品中6種揮發(fā)性含硫類致嗅物質(zhì)含量的分析方法。水產(chǎn)品經(jīng)過正己烷超聲提取后，提取液用自動(dòng)頂空-氣質(zhì)檢測分析。結(jié)果表明，水產(chǎn)品中6種含硫類致嗅物質(zhì)的檢測限低：除甲硫醚為1ng/m L之外，其他5含硫類致嗅物質(zhì)為2 n g/m L，加標(biāo)回收率為78%~108%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%在101 000 n g/m L線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.995。該方法快速簡單、靈敏度高，可應(yīng)用于水產(chǎn)品中6種揮發(fā)性含硫類致嗅物質(zhì)的實(shí)際檢測分析。
關(guān)鍵詞 頂空-氣質(zhì)聯(lián)用；水產(chǎn)品：含硫類致嗅物質(zhì)
含硫類致嗅物質(zhì)多為揮發(fā)性含硫化合物( Volatilesulfur compounds, VSC)，主要包括硫化氫(Hydrogendisulfide, H2S)、甲硫醇(Methanethiol, MT)、羰基硫( Carbonyl sulfide, COS)、甲硫醚(Dimethylsulfide, DMS)、二硫化碳(Carbon disulfide,CS2)．二甲二硫(Dimethyl disulfide, DMDS)、二甲三硫( Dimethyl trisulfide, DMTS)和二甲四硫( Dimethyl tetrasulfide, DMTeS)，其嗅閾值(Odorthreshold concentration，OTC) -般都很低，即使以很低的濃度存在于環(huán)境及水生動(dòng)物體內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生嗅味問題。當(dāng)含硫類致嗅物質(zhì)通過食物鏈被水產(chǎn)動(dòng)物攝食而進(jìn)人體內(nèi)，并蓄積達(dá)到一定限量后，會(huì)導(dǎo)致水產(chǎn)品產(chǎn)生明顯的異味，引起消費(fèi)者明顯的不適應(yīng)。另外，大部分含硫類致嗅物質(zhì)有較強(qiáng)的毒性，即使很低的濃度，也能造成對人呼吸系統(tǒng)的損害，在高濃度條件下暴露危害最大，可以導(dǎo)致昏迷。此外，硫化氫可與人體內(nèi)細(xì)胞色素、氧化酶及該類物質(zhì)的二硫鍵作用，影響細(xì)胞氧化過程，造成細(xì)胞組織缺氧，危及人類的生命。
目前對水中含硫類致嗅物質(zhì)已報(bào)道的方法包括采用氣質(zhì)聯(lián)用方法( GCIMS)、氣相色譜與火焰光度檢測器法( GCIFPD) 、氣相色譜與硫化學(xué)發(fā)光檢測器法( GC/SCD)、化學(xué)衍生氣相色譜、離子色譜、分光光度法、陰極溶出示波極譜、微庫侖滴定和高效液相色譜等方法。這些方法所需的分析時(shí)間長且定性能力不強(qiáng)，不適合含硫類致嗅物質(zhì)的快速定性和定量分析要求。自動(dòng)頂空進(jìn)樣器自動(dòng)化程度高，進(jìn)樣準(zhǔn)確，而氣相色譜-質(zhì)譜( GC-MS)聯(lián)用法具備色譜定量和質(zhì)譜定性的強(qiáng)大功能，目前，自動(dòng)頂空-氣相色譜-質(zhì)譜儀聯(lián)用已成為分析低沸點(diǎn)有機(jī)物的重要方法，具有樣品用量少、快速、簡單、靈敏和特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
試驗(yàn)采用自動(dòng)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，建立水產(chǎn)品中含硫類致嗅物質(zhì)快速、高效、靈敏的檢測方法，目前還未有相關(guān)報(bào)道。該方法操作簡單，可達(dá)到滿意的回收率，有效地去除雜質(zhì)干擾，其靈敏度高，檢測限低，適用于水產(chǎn)品中揮發(fā)性含硫類致嗅物質(zhì)的殘留含量的檢測工作。
1 材料與方法
1.1儀器與試劑
1.1.1主要儀器
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀( GC／MS)：AgilentGC7890A/MS5975C，美國Agilent公司，配備頂空進(jìn)樣器、增強(qiáng)型化學(xué)工作站；高速組織搗碎機(jī)：DS-1，上海標(biāo)本模型廠；高速冷凍離心機(jī)：SER JSE09L31，USA;數(shù)控超聲波清洗器：KQ5200DE，昆山市超聲波儀器有限公司；數(shù)顯型漩渦混合器：美國Talboys。
1.1.2試劑
正己烷：色譜純；標(biāo)準(zhǔn)品：含硫類致嗅物質(zhì)（純度98.0%）；硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫、二甲三硫：由上海安譜公司提供。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1頂空條件
平衡溫度1 10℃，平衡時(shí)間15 min；進(jìn)樣針溫度120℃，傳輸線溫度130℃；頂空瓶壓力172 K p a，加壓時(shí)間3 min，進(jìn)樣時(shí)間0.05 min，干吹2 min，分流進(jìn)樣，分流比5：1。
1.2.2色譜條件
色譜柱：DB-1，60 m×0.4 mm×0.32μm;升溫程序：起始溫度40℃，保持3 min，以10℃/min升溫至110℃，再以15℃/min升溫至200℃，再以40℃／min升溫至240℃；進(jìn)樣口溫度：250℃；載氣：He（純度>99.999%）；隔墊吹掃流量：3 m L/min;進(jìn)樣模式：不分流進(jìn)樣；進(jìn)樣量1.0 VL。
1.2.3質(zhì)譜條件
離子源溫度：230℃；四極桿溫度：150℃；接口溫度：240℃：電離方式：電子轟擊(EI)離子源；電子能量：70 e V;電子倍增器電壓：1 671 V;SIM采集模式，掃描質(zhì)量范圍：40～350 m/z；閾值：150；采樣頻率：2；溶劑延遲：4 min。
上述條件下，6種含硫類致嗅物質(zhì)的保留時(shí)間和定性定量離子如表1所示。
1.2.4標(biāo)準(zhǔn)溶液制備
分別準(zhǔn)確稱取6種含硫類致嗅物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)品0.1 g（精確到0.000 1 g），用正己烷定容至50 m L，得到含硫類致嗅物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，質(zhì)量濃度為2.0 mg/m L。準(zhǔn)確移取上述標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，以正己烷逐級稀釋配制含硫類致嗅物質(zhì)：10，50，100，200和1 000 n g/m L系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。
1.2.5樣品制備
稱取粉碎的水產(chǎn)品樣品5.0 g（精確至0.01 g），置于50 m L具塞離心管中，加入5 m L正己烷，于混合器上渦旋混勻1 min，超聲提取30 min（保持溫度在30℃以下），低溫條件下離心10 min，分出有機(jī)相，再提取2次，每次5 m L正己烷，合并有機(jī)溶劑相放入頂空瓶。
2結(jié)果與討論
2.1色譜柱的優(yōu)化
試驗(yàn)考察了不同極性的氣相色譜柱：DB-5MS( 30 m×0.250 mm×0.25μm)、強(qiáng)極性柱DB-WAX( 30 m×0.250 mm×0.25μm)和非極性柱DB-1( 60m×0.4 mm×0.32Lr,m)對6種待測含硫類致嗅物質(zhì)分離的影響。結(jié)果表明，選用非極性柱和極性柱時(shí)，含硫類致嗅物質(zhì)的色譜峰與溶劑峰分不開，其它待測物質(zhì)色譜峰分離度也欠好；而選用非極性柱DB-1時(shí)，獲得的色譜峰峰形對稱、定量準(zhǔn)確、重現(xiàn)性好、分離效果好。因此，試驗(yàn)選用DB-1作為色譜柱。
2.2柱溫升溫速率的優(yōu)化
由于硫化氫、甲流醇出峰時(shí)間比較接近，同時(shí)為了排除溶劑峰對分離的影響，因此需要優(yōu)化柱溫的升溫速率，以獲得最佳分離效果。選擇柱溫起始溫度為40℃，分別比較了升溫速率為15，10和5℃/min時(shí)分離效果，試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)升溫速率為15℃/min時(shí)，溶劑峰與硫化氫的色譜峰分離不明顯；當(dāng)升溫速率為10℃/min時(shí)，能夠有效分離，而繼續(xù)降低升溫速率為50℃/min時(shí)，色譜峰的分離效果沒有明顯改善，因此，選擇升溫速率為10℃/min。當(dāng)柱溫升高到110℃時(shí)，硫化氫的色譜峰已出峰，因此，為了提高分析速度，將升溫速率提高為15 ℃/min。當(dāng)柱溫升高到200℃時(shí)，待測物質(zhì)均已出峰，因此將柱溫升溫速率提高到40℃/min。因此，最終選擇柱溫為：起始溫度40℃，保持3 min，以10℃/min升溫至110 ℃，之后以15℃/min升溫至200℃，再以40℃/min升溫至240℃。
按照上述優(yōu)化條件，選擇電子轟擊( El)離子源，電子能量為70 e V，采集模式為SIM，對6種含硫類致嗅物質(zhì)混合標(biāo)樣分析，得到標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間和特征離子如表1所示，氣相色譜-質(zhì)譜總離子流圖如圖1所示（質(zhì)量濃度為200 n g/m L）。
2.3前處理?xiàng)l件的選擇
分別選用正己烷、二氯甲烷和乙酸乙酯對樣品進(jìn)行前處理，試驗(yàn)結(jié)果表明，正己烷提取效果最好，因此，選擇正己烷提取樣品中的含硫類致嗅物質(zhì)。
2.4標(biāo)準(zhǔn)曲線和靈敏度
該方法采用外標(biāo)法定量，取配制好的含硫類致嗅物質(zhì)系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按照1.2.3節(jié)和1.2.4節(jié)條件進(jìn)行GC/MS測定分析。每個(gè)質(zhì)量濃度的樣品測定3次，利用定量離子峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，以目標(biāo)物的峰面積(Y)對其質(zhì)量濃度(X，n g/m L)進(jìn)行線性回歸，得到各含硫類致嗅物質(zhì)的線性方程、相關(guān)系數(shù)和線性范圍見表2。6種含硫類致嗅物質(zhì)的選擇性離子色譜圖和掃描質(zhì)譜圖見圖2~7。
由表2可知，該方法重現(xiàn)性好，線性范圍廣，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.995以上，其靈敏度高，檢測限低，達(dá)到10-9級。
取魚樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，加混合標(biāo)樣200 n g/m L，各進(jìn)行6次樣品測定，同時(shí)做空白樣試驗(yàn)，檢測其本底成分，結(jié)果見表3。
由表3可知，試驗(yàn)采用的樣品處理方法，能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
3結(jié)論
試驗(yàn)建立了自動(dòng)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定水產(chǎn)品中揮發(fā)性含硫類致嗅物質(zhì)含量的分析方法，比較了不同提取方法、不同色譜柱的影響，優(yōu)化了試驗(yàn)分析條件。試驗(yàn)表明，以正己烷作為提取溶劑，采用超聲振蕩法提取，選用DB-1（60m×0.40 mm×0.32μm）色譜柱，利用自動(dòng)頂空-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，可有效地測定水產(chǎn)品中的硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫和二甲三硫6種化合物，該方法重現(xiàn)性好，線性范圍廣，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.995以上，其靈敏度高，檢測限低：除甲硫醚為1ng/m L之外，其他5種含硫類致嗅物質(zhì)為2 n g/m L，達(dá)到10-9級。該方法前處理簡單快速，對于批量樣品分析檢測含硫類致嗅物質(zhì)具有良好的應(yīng)用前景，且易于操作，重現(xiàn)性好，靈敏度高，回收率可觀。
