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丙烯酰胺的氣相色譜分析
閱讀：1367 發布時間：2019-5-13自從2002年四月份瑞典國家食品管理局發表有關丙烯酰胺是一種有毒的和潛在至癌的化學物的報告以來，人們就要問及油炸土豆條中含有多少丙烯酰胺? 這種炸土豆片能安全食用嗎？雖然丙烯酰胺對人體的毒理作用仍在研究之中，但是它在食品中，特別是在油炸和烘烤食品中的含量在2002年以來引起很大的研究興趣。英國的食品標準局與公眾利益科學中心（CSPI）和美國的食品與藥物管理局（FDA）等都在開始測試食品中的丙烯酰胺。
研究表明，諸如土豆，大米和谷物富含碳水化合物的食品在高溫下烹調會形成相對濃度高的丙烯酰胺，這點在油炸食品中確實是真的。生的或水煮的淀粉類食品似乎不會形成可檢測量的丙烯酰胺。食品檢測到高濃度的丙烯酰胺是在油炸土豆片和土豆條中，含量在400 ~ 1200 ppb。作為比較，世界衛生組織（WHO）規定在飲用水中其大濃度僅為0.5 mg/l（0.5 ppb）。
美國FDA發表了一個用LC/MS/MS分析食品中丙烯酰胺方法的草案稿。該分析過程要求一根C18反相色譜柱和高度含水的流動相（0.5%醋酸，0.5%甲醇）。因為許多樣品基體會十分復雜，在進色譜柱分析前，先要用固相萃取去除干擾物。使用正離子電噴霧作為質譜的接口，用13C同位素標記的內標物相比較來定量。該法僅對有限數目的基體，諸如：炸土豆片、油炸土豆條等食品進行了方法認證。一些公有和私有的研究機構正在對其他食品在進行LC/MS/MS的認證。
氣相色譜法（GC）已經應用在各種工業和環境方面定量分析丙烯酰胺。隨著對丙烯酰胺分析興趣的增加，我們研究了使用GC來篩選食品中的丙烯酰胺的可行性。GC是一種低成本來檢測半揮發化合物有效的途徑，并是許多食品研究室廣泛使用的分析工具。在本文中，我們介紹GC來分析丙烯酰胺和討論用固相萃取對樣品進行預處理。
實驗部分
任何PerkinElmer毛細柱氣相色譜儀（Clarus 500，AutoSystem XL， AutoSystem等）均能使用。對丙烯酰胺的標樣和食物樣品的分析均使用如下條件：
色譜柱： Elite – Wax ETR；15m，0.53m.m. I.D., 0.50mm膜厚
進樣量： 1.0ml，維持0.5min.
內襯管： 2m.m. 不分流，填充玻璃毛
進樣口溫度：260°C
載氣： 氦氣，恒壓操作
線速： 在100°C時為62cm/sec
柱箱溫度：100°C（維持0.5min.），以15°C/min程序升溫到200°C
檢測器： FID，在260°C
樣品制備過程
分析炸土豆片采用如下的過程：
- 分析天平稱取1g碾碎的炸土豆片
- 將土豆片碎樣與10ml的0.1%甲酸溶液混合，并振搖20min鐘
- 冷凍提取，使上層油相較易移走
- 清液層通過0.45mm尼龍微孔濾膜，澄清儲存和備用
- 活化CarboPrepTM 200 SPE管子，規格：500mg/6ml
a. 2ml丙酮 b. 2ml 0.1%甲醇
- 將經過過濾的土豆片萃取2ml注入SPE管。僅靠重力讓樣品液體流過管子
- 洗滌SPE管子：
a. 0.5 ~1.0 ml 水, 快速流過管子 b. 使用真空抽達1分鐘，以干燥管子中過量水份
- 用2 ml丙酮僅靠重力洗提管子，洗脫液準備來進行GC-FID分析。
結果
進樣1ml濃度為25mg/ml（25ppm）的丙烯酰胺標樣的色譜圖如圖1所示。圖2為標樣濃度范圍從20~5000ppb的線性關系圖。樣品制備方法是參照美國FDA 2002年6月20日起草的“食品中丙烯酰胺的檢測和定量方法”進行的。
結論
氣相色譜法提供了一個低成本而快速篩選食品，例如炸土豆片中丙烯酰胺的分析方法。Elite – Wax ETR毛細柱顯示出對分析復雜基體，象食品類中的丙烯酰胺有出色的選擇性。溶液中的檢測限可達0.01mg/ml（10ppb）。石墨化碳黑SPE制備管提供了既可用真空負壓或重力來快速凈化樣品的洗提性質。色譜級的填充料證明了有重現性的回收率。這種強吸附劑選擇范圍寬，吸附容量大，即便對于反相C18吸附劑通常沒有很好保留的被分析物也能應用。若要增加分析靈敏度，可將提取的丙烯酰胺溴化處理后，用電子捕獲檢測器（ECD）來定量。