陳同強,吳海智,梁 鋒,向 俊,2,彭程程,陳 惠,邱亞鋒,荊輝華,鄒子爵,彭國泰,李凱龍*
(1.湖南省產商品質量檢驗研究院,湖南 長沙 410007;2.中南大學化學化工學院,湖南 長沙 410083;3.湖南省農業(yè)科學院植物保護研究所,湖南 長沙 410125)
植醇,又名葉綠醇(或葉黃烯醇),屬于一類不飽和高級醇,廣泛存在于自然界植物中,其為葉綠素的組成部分之一。葉綠素通過一定條件下水解可產生植醇[1-4],自然界中的植醇包括E構型和Z構型2 種異構體[5]。在有機化工及醫(yī)藥工業(yè)行業(yè),植醇為重要的生產原料,隨著現代經濟的迅速發(fā)展,植醇的市場需求量處于上升趨勢。植醇可作為生產護膚品的主要原料之一,能促使皮膚、毛發(fā)等變得更加有光澤,同時還具備一定的保濕作用[6]。
植物性乳制品相對于動物性乳制品的優(yōu)勢主要體現在兩方面:一是清爽的口感,二是豐富的口味[7-9]。植物原料中脂肪含量相對偏低,如工藝合適,植物脂肪會比動物脂肪味道更加清淡,這樣發(fā)酵出的植物酸乳產品也會更加清爽[10-12],同時帶有植物原料的自然與清甜,無油膩感[13-15]。因動物類制品的高攝入,許多消費者開始出現肥胖、高血脂、高尿酸等疾病[16-18]。因此,低糖、低脂、高膳食纖維膳食成為熱門食品發(fā)展的趨勢[19-21]。消費者開始關注食品標簽和營養(yǎng)成分含量,越來越青睞于天然產品,避免人工添加[22-23]。因此,植物性乳制品是不錯的選擇,而且植物性乳制品中含有特有功能成分,如膳食纖維、植物甾醇等,這些化合物均有利于身體健康[24-26]。
植醇對于內分泌有很好的輔助效果,具有刺激肝臟活力、促進血液循環(huán)、平衡內分泌、平衡神經等功效[27-30]。植物性乳制品中往往會因原料引入植醇,然而,目前關于食品中該類物質含量的檢測方法報道卻鮮見。李建法等[31]建立了松針軟膏不皂化物中植醇含量的測定方法。本研究采用固相萃取結合氣相色譜-質譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)聯用技術,建立植物性乳制品中植醇對映異構體含量的檢測方法,并對10 種常見植物性乳制品中植醇對映異構體的含量進行測定,為植醇的檢測提供技術支持,為其廣泛應用提供參考依據。
植物性乳制品(酸乳),購于淘寶,共10 份。
C18固相萃取小柱(500 mg,6 mL)、植醇(1 g,98.0%)、石油醚(分析純,500 mL)、乙酸乙酯(色譜純,4 L)、乙醚(分析純,500 mL) 上海安譜實驗科技股份有限公司;其他所用試劑均為色譜純。
7890B-5977B GC-MS儀(配備HP-5MS毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm) 美國Agilent公司。
1.3.1 標準溶液的配制
植醇標準儲備混合溶液(1 000 μg/mL):準確稱取植醇標準品10 mg置于容量瓶中,甲醇溶解后定容至10 mL,渦旋混勻,-4 ℃冰箱中保存。
植醇標準工作混合溶液:準確移取1 000 μg/mL植醇標準儲備混合溶液1.0 mL于100 mL容量瓶中,加入甲醇并定容,即得中間標準混合溶液(質量濃度10 μg/mL),再分別準確移取中間標準溶液0.05、0.10、0.20、0.40、0.50、1.00 mL于10 mL容量瓶中,甲醇定容,渦旋混勻,即得質量濃度分別為0.05、0.10、0.20、0.40、0.50、1.00 μg/mL的系列混合標準工作溶液。
1.3.2 樣品前處理
準確稱取試樣10.0 g(精確至0.01 g)于50 mL塑料離心管,加少量水浸濕后,加入20 mL石油醚,渦旋振蕩提取10 min后,以5 000 r/min、-4 ℃冷凍離心5 min,吸取上層有機層于梨形瓶中,重復上述提取過程1 次,提取液于梨形瓶中合并,35 ℃減壓條件下揮發(fā)至近干。
加入5 mL乙酸乙酯溶解上述提取物,將樣液全部轉移至C18固相萃取柱后,靜置平衡10 min,采用15 mL乙酸乙酯-乙醚混合溶液(2∶1,V/V)洗脫,收集洗脫液于塑料離心管中,加入3 g無水硫酸鈉于洗脫液進行脫水。減壓濃縮(溫度控制在35 ℃以下)除去溶劑,揮發(fā)至近干,加入0.5 mL甲醇渦旋振蕩30 s,繼續(xù)減壓濃縮至除盡乙酸乙酯-乙醚溶液,用甲醇定容至1.0 mL,混勻后,0.22 μm濾膜過濾,制得試樣待測液,備用。
1.3.3 儀器條件
1.3.3.1 GC條件
進樣口溫度250 ℃;升溫程序:初始溫度50 ℃,保持1 min,以2 ℃/min速率升至90 ℃,再以40 ℃/min速率升至270 ℃,保持5 min;載氣:高純氦氣;設置流速為1.0 mL/min;進樣方式:不分流;進樣體積1.0 μL。
1.3.3.2 MS條件
電離方式:電子轟擊;離子源溫度230 ℃;GC-MS接口溫度280 ℃;監(jiān)測方式:選擇性離子監(jiān)測;監(jiān)測離子:定性離子m/z71、81、95,定量離子m/z123。
1.3.4 結果計算
式中:X為樣品中植醇對映異構體含量/(mg/kg);ρ為測定液中植醇對映異構體的含量/(μg/mL);V為樣品測定液的定容體積/mL;m為樣品質量/g。
采用Excel 2010軟件進行數據處理及繪圖。
選用HP-1701MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm)、HP-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm)、HP-INNOWAX-MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm)3 種常見不同極性毛細管色譜柱進行實驗,結果表明,HP-5MS具有較好分離效果,而采用其他2 種色譜柱進行分析時,色譜峰拖尾現象較為嚴重,且目標組分與雜質分離效果較差,對結果定量存在較大的干擾。同時,柱箱的升溫程序對各組分分離度也存在一定影響。最終經過多次實驗摸索,參照1.3.3.1節(jié)升溫程序時,實驗樣品中雜質峰干擾小,并且能獲得較滿意的分離效果。
實驗室常見的提取方法主要包括3 種:索氏提取、超聲提取及液-液萃取。索氏提取存在過程復雜、溶劑消耗量大、不經濟等缺點;液-液萃取,對于乳制品易出現乳化現象,造成提取效率下降;而超聲提取則具有簡單、適合大批量樣品處理且提取效率較高等特點,所以綜合考慮,選擇超聲提取作為提取本實驗樣品的方法。
因植醇屬于脂溶性化合物,實驗室常見可供選擇的提取試劑有乙腈、乙酸乙酯、正己烷、石油醚等。比較上述4 種常見提取溶劑對花生酸乳中植醇對映異構體的提取效率。由圖1可知,相同加標水平(1.0 mg/kg)下,正己烷與石油醚提取效率相當,植醇對映異構體的加標回收率均維持在90%左右,高于其他2 種提取試劑,但考慮到石油醚經濟成本較低,故選擇石油醚作為植物性乳制品中植醇對映異構體的提取溶劑。
圖1 不同提取溶劑對花生酸乳中植醇加標回收率的影響(n= 3)Fig. 1 Effect of different extraction solvents on spiked recoveries of phytol (n = 3)
因植物性乳制品中含有豐富的脂肪、蛋白質、糖類等化合物,屬于基質復雜樣品,易對目標物產生干擾,因此需對其進行凈化處理。實驗室常見的凈化方法有弗羅里硅土固相萃取柱凈化、C18固相萃取柱凈化及QuEChERS凈化管(內含乙二胺-N-丙基硅烷、硫酸鎂等填料)凈化3 種方式。通過相同水平(1.0 mg/kg)加標實驗比較3 種方式的凈化效果。由圖2可知,樣品經超聲提取后的樣液經C18固相萃取柱凈化處理后,植醇加標回收率高于其他2 種凈化方式,因此,選擇C18固相萃取柱作為植物性乳制品中植醇檢測的凈化方法。
圖2 不同固相萃取柱對花生酸乳中植醇加標回收率的影響(n= 3)Fig. 2 Effect of different SPE columns on spiked recoveries of phytol (n = 3)
由圖3可知,植醇對映異構體色譜峰型均呈現良好,二者分離效果好,且附近均無雜質峰干擾。同時,實驗選取的對映異構體定量離子均為m/z123,該離子豐度較高,便于準確定量。分別以植醇對映異構體的質量濃度為橫坐標(μg/mL),響應峰面積為縱坐標繪制標準曲線,在0~1.0 μg/mL范圍內線性關系均良好,r均大于0.999。
圖3 植醇對映異構體標準品的選擇性離子監(jiān)測譜圖Fig. 3 Selected ion monitoring chromatograms of phytohydrin enantiomers
注入一定質量濃度的植醇標準溶液1.0 μL,將3 倍信噪比作為本實驗方法的檢出限,經計算得E構型與Z構型植醇檢出限分別為0.03、0.04 mg/kg;以10 倍信噪比作為本實驗方法的定量限,經計算得E構型與Z構型植醇的定量限分別為0.09、0.10 mg/kg。
稱取空白樣品(E構型與Z構型植醇均未檢出)約10.0 g,共18 份,分別加入適量植醇標準混合溶液,每個添加水平做6 份平行,計算加標回收率,由表1可知,在不同加標水平下,E構型植醇、Z構型植醇平均加標回收率分別為78.6%~93.5%、79.5%~94.7%,二者相對標準偏差(relative standard deviation,RSD)均小于10%。
表1 植物性乳制品中植醇對映異構體加標回收率與精密度Table 1 Recoveries and precision of phytol enantiomers in spiked blank samples
由表2可知,10 種植物性乳制品中有8 種檢出植醇對映異構體,且E構型含量普遍高于Z構型,但總體含量都不高,基本上處于定量限附近。
表2 10 種植物性乳制品中植醇對映異構體的檢出情況Table 2 Results of detection of phytol enantiomers in 10 plant-based dairy products
通過對前處理過程,如提取方法、提取溶劑及凈化方式等進行適當優(yōu)化,建立固相萃取-GC-MS法測定植物性乳制品中植醇對映異構體的分析方法,該方法具有靈敏、準確、重復性好等特點,為植物性乳制品中植醇對映異構體的開發(fā)與利用提供了一定技術手段。通過對市面上常見10 種植物性乳制品中植醇對映異構體進行隨機檢測,為植物性乳制品中植醇含量的監(jiān)測及植物中植醇的開發(fā)利用提供了參考依據。