研究成果|福建医科大学傅武胜主任技师等:高效液相色谱法测定婴幼儿配方奶粉中1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯

美食   2024-12-10 07:00   上海  

母乳是婴幼儿的最佳食物,母乳富含甘油三酯(TAG)等各类营养成分,TAG中最丰富的是1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(OPO)和1-油酸-2-棕榈酸-3-亚油酸甘油三酯(OPL)等2位棕榈酸(sn2-棕榈酸)。因此,OPO的添加在一定程度上弥补了婴幼儿配方奶粉与母乳之间TAG成分的差异。

在检测过程中,需要将OPO的同分异构体1,2-二油酸-3-棕榈酸甘油三酯(OOP)与OPO分离开,福建医科大学公共卫生学院戴嵘德、傅武胜*和宁夏疾病预防控制中心的刘峰等研究旨在建立婴配中OPO含量的检测方法,以期为国家建立相关食品安全标准提供可靠的方法。


1 ELSD参数优化

国内外分析TAG大多采用LC-MS/MS法,本研究选择ELSD作为信号的检测手段。ELSD中影响待测物灵敏度的参数主要是漂移管的蒸发温度和氮气流速,蒸发温度升高将促进流动相的快速挥发,使得噪音降低。比较漂移管3 种温度(40、60、80 ℃)发现,当温度为60 ℃时,OPO的RSN最大(图1a),所以确定最佳温度为60 ℃。对于氮气流速而言,在控制其他条件不变的前提下,载气流速越大,雾化时的液滴尺寸越小,其散射光减少,相应的响应信号越小,最佳气体流量应该是在可接受的低噪音基线条件下产生最大峰面积时的流量。实验表明,氮气流速低(1.2、1.4 L/min)时,背景信号高,导致噪声变大,进而引起灵敏度下降;当流速为1.6 L/min时,OPO的RSN最大;流速达到2.0 L/min时,流速过大,OPO可能容易被吹走,导致RSN明显下降(图1b),故确定氮气的最佳流速为1.6 L/min。

2 色谱条件的优化

比较C18色谱柱、Luna色谱柱、Chromspher 5 Lipids银离子色谱柱对OOP和OPO的分离效果。从实验结果来看,C18色谱柱在二氯甲烷和乙腈为流动相进行梯度洗脱时,无法实现OOP和OPO的完全分离。对于Luna色谱柱,采用二氯甲烷-丙酮、乙腈-正己烷等梯度洗脱两种条件进行实验。结果表明,乙腈-正己烷体系的分离效果更好,故选择该体系进行继续优化,包括Agilent色谱柱的优化。

使用Luna色谱柱,以乙腈-正己烷体系为流动相,通过调整该体系中的乙腈的比例提高OOP和OPO的分离度,对比乙腈比例为1.0%、0.8%、0.7%、0.6%的乙腈-正己烷,结果显示,含0.7%乙腈的正己烷能够将OPO和OOP完全分开,分离度约为1.6,保留时间为20 min,OPO的RSN约为16;含0.6%乙腈的正己烷也能够将二者充分分离,分离度约为1.9,但保留时间较长,尤其OPO响应较低,其RSN仅为2.0,远低于含0.7%乙腈的正己烷洗脱效果。综合考虑,初步选择含0.7%乙腈的正己烷为流动相。但该色谱柱用于实际样品分离时,无法实现OOP和OPO的基线分离,且OPO色谱峰附近有许多干扰峰,无法准确测定OPO的含量。

使用Chromspher 5 Lipids银离子色谱柱,流动相比例以Luna色谱柱的体系为参考,对比含不同比例乙腈的乙腈-正己烷为流动相,分别进样标准溶液和婴配样品,结果见图2、3。用0.55%乙腈-正己烷的流动相时,目标物的分离度高,达到基线分离,保留时间较0.5%乙腈-正己烷为流动相时更短,且实际样品OOP和OPO也能实现有效分离,因此选择0.55%乙腈-正己烷为流动相。

用双泵按照等度输送流动相时,发现OOP和OPO的保留时间和峰面积不够稳定,这可能与乙腈和正己烷之间溶解性低有关,因此流动相使用前充分超声,以提高两者的互溶程度;同时存放流动相的试剂瓶应采用安全盖,以降低因蒸发引起的溶剂比例改变。结果显示,当超声达到30 min,其保留时间、峰面积的相对标准偏差(RSD)分别为5.38%、0.65%,变化小且重复性好。

实际样品中TAG种类众多,在母乳和婴配样品分析中报道了以下几种。总碳数为48的饱和TAG 48:0,如PPP;总碳数为50、双键为1的TAG 50:1,如PPO、POP;TAG 52:2,如OOP、OPO、PLS和TAG 52:4,如LLP,TAG 54:3,如OOO、SOL,TAG 52:3,如OPL、PLO等。饱和、单不饱和和三不饱和的TAG在银离子色谱分离中预计不会与OPO、OOP重叠,但仍然必须排除OPO、OOP与样品中可能存在的其他不饱和TAG重叠的可能性,如PLS及其区域异构体。因此,利用现有标准品证实,在优化后的条件下,这些TAG异构体(PLS、OOP、PLO、OPL、OOO、LLP)在银离子柱中能与OPO明显分离(图4),PLS能与OPO、OOP有效分离,且OPL及其同分异构体也不对OPO的分离产生影响,可以认为该条件下OPO的色谱峰不存在其他TAG的干扰。


3 样品前处理优化

在实际样品检测过程中,发现进样样品有一定程度的基质效应,且对后续进样结果及色谱柱柱效产生影响。因此,本研究采用氨基固相萃取柱对样品净化。比较不同洗脱溶剂(图5),以10%二氯甲烷-正己烷为流动相时,洗脱液的紫外吸收最低,且回收率符合要求,说明其含有的具有紫外吸收的杂质较少。在此基础上,进一步比较了不同比例二氯甲烷-正己烷的洗脱效果(图6),OPO的回收率在40.5%~104.5%之间,当二氯甲烷占正己烷比例达到10%时,回收率效果最佳。

用占比为10%二氯甲烷-正己烷洗脱,每2 mL收集1 管进行测定,结果表明,当洗脱液达到8 mL时,OPO的回收率接近100%,并基本保持稳定,为使目标物得到充分洗脱,因此最终选择10 mL占比为10%的二氯甲烷-正己烷为洗脱剂。

4 提取次数的考察

首先采用加标实验考察样品中OPO的回收率,样品提取1 次时OPO的回收率约为77.4%,提取2 次时OPO的回收率约为102.6%,提取3 次时OPO的回收率约为102.16%,这初步说明两次提取即可满足OPO的回收率要求。考虑加标实验有一定的局限性,因此更进一步考察实际婴配样品脂肪、OPO提取的情况。用飞鹤婴配样品(IF1)和爱贝聪婴配样品(IF2)进行对比实验,两种奶粉的脂肪及OPO含量详见1.1节,结果如图7所示。两种奶粉第一次提取的脂肪量占婴配中脂肪含量标示值的82.3%~94.4%,符合标准要求。前两次提取脂肪总量之和占提取总量的99.2%(IF1)、94.4%(IF2),提取OPO总量之和占提取总量的100%、95.9%。第3次提取时,IF1、IF2中脂肪的提取率分别为0.8%、5.5%,OPO的提取率分别为0%、4.1%,造成这两种婴配中脂肪和OPO提取率有一定差异的原因可能是两者的脂肪来源及制作工艺不同。提取两次时,IF1、IF2中OPO含量分别为19.25、11.14 g/kg,分别占产品标示值的32.1%、46.4%(根据初步了解,很大可能为采用GC-FID法得到值或推测值)。综上,第3次所提取的脂肪含量及OPO含量较低,只占总量的0%~5.5%,对测定结果影响不大,可忽略不计。考虑有机溶剂节约和工作效率,因此确定提取2 次可满足要求。


5 溶液膜过滤的考察

考察尼龙、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯3 种微孔滤膜(规格均为13 mm、0.22 µm)的过滤效果,OPO的回收率结果显示,3 种滤膜对于OPO的回收率影响小,均能满足要求。


6 方法验证

 6.1 线性范围、检出限和定量限 
根据最佳仪器条件进行实验,以OPO标准品质量浓度(C)的对数值lgCx)与峰面积(A)的对数值lg Ay)绘制线性回归曲线,其线性方程为y =1.7795 x+1.762 3,决定系数R20.999 6,线性范围25~500 μg/mL。选择OPO未检出的婴配样品提取脂肪后,溶液以氨基固相萃取柱净化后,加入OPO进行实验,以3 倍信噪比(RSN=3)确定检出限(LOD),以10 倍信噪比(RSN=10)确定为定量限(LOQ),OPO的LOD为0.30 g/kg,LOQ为0.90 g/kg。

 6.2 正确度和精密度 
以未检出OPO的1段婴配(陕HZ2020)为基质,进行5 个含量水平(1、2、10、24、96 g/kg)的加标回收实验(n=6),覆盖了LOQ,符合GB 14880—2012《食品营养强化剂使用标准》中允许强化量要求,结果见表1。OPO的回收率均值在97.1%~104.2%之间,RSD范围为1.2%~2.9%。
福建省疾病预防控制中心(Lab4)邀请青岛海关技术中心(Lab1)、福建省产品质量检验研究院(Lab2)、莆田市疾病预防控制中心(Lab3)参加了实验室间协同性验证,分别对婴配(IF3)、特膳奶粉(IF4)、调制乳粉(IF5)这3 种基质进行24、96 g/kg两种水平的加标实验,结果如图8所示。可以看出,4 家实验室的平均回收率和RSD均符合GB/T 27417—2017《合格评定 化学分析方法确认和验证指南》的要求,说明本方法检测OPO结果准确可靠。


7 实际样品分析

利用研制的方法对我国39 份OPO强化婴配进行OPO检测,OPO含量占产品标示值比例如表2、图9所示;对比3 个段数(0~6、6~12、12~24 月龄)婴配之间该比值差异不大。本次调查OPO强化后婴配中OPO含量在5~20 g/kg之间,仅为OPO标示值(26~68 g/kg)的28.4%~59.7%,这可能主要因为本实验HPLC法测定特异性强,能将OPO与其同分异构体OOP分开。据了解,目前较多采用食品营养强化剂标准GB 30604—2015附录A中GC-FID法测定产品中OPO含量。从该方法分析原理可知,由于使用的气相色谱柱(DB-1 HT)无法将OPO和OOP分离开,测得结果为3 个脂肪酰基中总碳数为52的C52 TAG的总含量;本实验室研究表明,婴配中普遍含有较高含量的OOP,因此用GC-FID法测定OPO时,测定结果将明显偏高。

进一步研究表明,本法既能够将OPO与OOP分离,也能将OPO与其他C52 TAG分离开,能测定单一的OPO物质;所调查OPO强化婴儿、幼儿、学龄前配方奶粉中的OPO均能与OOP类干扰物较好地分离,这说明本方法能较好适用于婴幼儿食品中OPO含量的测定,并满足GB 14880—2012测定OPO纯品的要求。


结论

本方法通过优化银离子色谱柱的分离条件,成功实现了OPO与其同分异构体OOP,以及其他C52甘油三酯的分离,优化了ELSD的参数,建立了HPLC法,可精确测定婴配中OPO的含量,方法重复性好、准确度高,较好满足了婴配中OPO的检测需求;测定方法用于调查我国16 个品牌共39 份市售婴配中OPO的含量,结果表明,全部样品中以HPLC法测定的OPO含量仅为产品标签标示值的28.4%~59.7%,含量普遍较低,这很大程度因为测定方法之间的原理不同。




作者简介


1

第一作者


戴嵘德 硕士研究生

福建医科大学公共卫生学院,研究生,2016.09—2021.06就读于福建医科大学公共卫生学院预防医学专业;2021.09—至今,就读于福建医科大学公共卫生学院公共卫生专业(方向:食品卫生与食品安全),2023年5月以其他作者在Food Control发表“Occurrence and carcinogenic risk assessment of N-nitrosamines in some  dried aquatic products in China”。


2

通信作者


傅武胜  教授

福建医科大学公共卫生学院硕士生导师,福建省疾病预防控制中心,副所长,ISO 22000食品安全管理体系高级审核员,任福建省疾病预防控制中心卫生检验所副所长,长期从事食品营养与环境的检测与风险评估、突发卫生事件应急处置以及科普教育等工作。兼任食品安全国家标准审评委员会委员、福建省科协第九届委员,以及福建省药学会中药与天然药物专业委员会副主任委员、福州市中医药学会科普分会副主任委员、中华预防医学会食品卫生分会与卫生检验专业委员会委员、中国食品卫生杂志编委和海峡预防医学杂志编委等。主持国家自然基金项目等课题11 项,发表论文80余篇,(含20篇SCI/EI源论文),参编11 部著作,起草国家标准5 项、国际标准2 项,授权发明专利4 项。荣获省部级科技奖励(二等奖4 项)、福建省医学科技奖2 项和第十七届福建运盛青年科技奖,荣获福建省优秀留学人员、省卫生计生系统突出贡献专家、省直机关十大青年等称号。

本文《高效液相色谱法测定婴幼儿配方奶粉中1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯》来源于《食品科学》2024年45卷第8期265-271页,作者:戴嵘德,刘 峰,傅武胜*,黄思婷,杨贵芝,刘文菁。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230712-153. http://www.spkx.net.cn点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

欢迎广大读者们对本文以及食品风味感知创新团队提出您的宝贵意见

联系方式:mffbest@126.com

长按二维码关注我们

食品风味感知创新
SJTU-MFFi,Future Food \x26amp; Flavor Perception Innovation
 最新文章