符昌雨，楊 丹，程志翔

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（乳及乳制品檢測(cè)與監(jiān)控技術(shù)），上海 200233）

蔗糖脂肪酸酯通常由蔗糖與脂肪酸或脂肪酸衍生物合成，是一種綠色、非刺激性、非離子型表面活性劑，在食品中作為乳化劑有著非常廣泛的應(yīng)用。蔗糖脂肪酸酯每年產(chǎn)量的80%消費(fèi)在食品加工業(yè)中，主要應(yīng)用于飲料、乳制品、冷凍飲品、雜糧制品等領(lǐng)域[1-5]。蔗糖脂肪酸酯在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用到有機(jī)溶劑，目前世界衛(wèi)生組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)（Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives，JECFA）、歐盟、《食品化學(xué)法典》（Federal Communications Commission，F(xiàn)CC）、日本食品添加物公定書(shū)、韓國(guó)食品添加劑法典都規(guī)定了蔗糖脂肪酸酯中溶劑殘留指標(biāo)，而且JECFA和歐盟還規(guī)定生產(chǎn)蔗糖脂肪酸酯的溶劑僅有二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、乙酸乙酯、異丙醇、丙二醇、異丁醇和甲基乙基酮，其他溶劑不得使用，同時(shí)還規(guī)定了上述7 種溶劑及生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的甲醇的限量標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定甲醇、異丁醇和甲基乙基酮的最高限量為10 mg/kg，乙酸乙酯和異丙醇的最高限量為350 mg/kg[6-9]。而國(guó)內(nèi)目前的GB 1886.27—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 蔗糖脂肪酸酯》[10]和GB 10617—2005《食品添加劑 蔗糖脂肪酸酯（丙二醇法）》[11]都未規(guī)定溶劑殘留指標(biāo)。

頂空氣相色譜法是將待測(cè)樣品密閉于頂空瓶中，通過(guò)加熱使樣品中的揮發(fā)性有機(jī)物揮發(fā)出，待揮發(fā)性有機(jī)物在頂空瓶中達(dá)到平衡后，取上部氣體進(jìn)氣相色譜儀分析，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于前處理簡(jiǎn)單，樣品中的基質(zhì)除了揮發(fā)性物質(zhì)一般不會(huì)進(jìn)入氣相色譜儀，從而不會(huì)污染儀器[12]，目前檢測(cè)食品接觸材料[13-14]和藥品中殘留溶劑[15-18]，飲料中的甲醇、乙醇[19-21]以及食品中風(fēng)味物質(zhì)[22-25]主要采用頂空氣相色譜法，同時(shí)還有報(bào)道用頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[26-32]檢測(cè)食品和藥品中殘留溶劑。

本研究建立了JECFA和歐盟規(guī)定的8 種有機(jī)溶劑中適合頂空氣相色譜法檢測(cè)的5 種溶劑甲醇、乙酸乙酯、異丙醇、異丁醇和甲基乙基酮的檢測(cè)方法。目前國(guó)內(nèi)未見(jiàn)蔗糖脂肪酸酯中殘留溶劑的相關(guān)檢測(cè)方法，一直未對(duì)蔗糖脂肪酸酯中的殘留溶劑量進(jìn)行檢測(cè)，關(guān)于蔗糖脂肪酸酯中殘留溶劑量的相關(guān)研究很少。因此有必要建立檢測(cè)方法，對(duì)蔗糖脂肪酸酯中的殘留溶劑量進(jìn)行檢測(cè)，有利于保障蔗糖脂肪酸酯產(chǎn)品質(zhì)量安全，促進(jìn)我國(guó)蔗糖脂肪酸酯產(chǎn)品出口到國(guó)際市場(chǎng)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

購(gòu)買(mǎi)14 批次親水型蔗糖脂肪酸酯和6 批次親油型蔗糖脂肪酸酯產(chǎn)品。

甲醇、異丙醇 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲基乙基酮、乙酸乙酯、異丁醇 上海沃凱化學(xué)試劑有限公司；上述5 種溶劑的純度均大于99%。

1.2 儀器與設(shè)備

7890B氣相色譜儀、7697A頂空進(jìn)樣器 美國(guó)安捷倫公司；ME104E萬(wàn)分位電子天平 梅特勒-托利多科技（中國(guó)）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 混合對(duì)照儲(chǔ)備液的配制

精密稱取乙酸乙酯、異丙醇、甲醇、異丁醇和甲基乙基酮各100 mg，置于10 mL容量瓶，用水定容至刻度，搖勻，即得10 mg/mL的混合對(duì)照儲(chǔ)備液。

1.3.2 混合對(duì)照工作液的配制

分別準(zhǔn)確移取10、50、100、200、500、2 000 μL上述混合對(duì)照儲(chǔ)備液，置于10 mL容量瓶，用水定容至刻度，搖勻，即得10、50、100、200、500、2 000 mg/L的混合對(duì)照工作液。

分別準(zhǔn)確吸取上述6 種混合對(duì)照工作液5 μL，分別置于含有1 g不含上述5 種溶劑蔗糖脂肪酸酯樣品的20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，蓋緊瓶蓋，得到標(biāo)準(zhǔn)系列對(duì)照工作溶液，折算到1 g樣品中蔗糖脂肪酸酯含量為0.05～10.00 mg/kg。

1.3.3 樣品檢測(cè)

稱取1.0 g樣品置于20 mL頂空瓶中，蓋緊瓶蓋，上頂空氣相色譜儀檢測(cè)。

1.3.4 樣品加標(biāo)實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確移取10、200、2 000 mg/L的混合對(duì)照工作液各5 μL，選擇不含上述5 種溶劑的蔗糖脂肪酸酯樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，樣品中蔗糖脂肪酸酯含量分別為0.05、1.00、10.00 mg/kg，每個(gè)梯度重復(fù)測(cè)定6 次。

1.3.5 儀器條件

色譜柱：DB-1（60 m×530 μm，1 μm）；柱溫40 ℃，保持10 min，以10 ℃/min升至240 ℃；檢測(cè)器：氫火焰離子化檢測(cè)器；檢測(cè)器溫度250 ℃；進(jìn)樣口溫度110 ℃；載氣：氮?dú)猓恢魉?.5 mL/min；分流比5∶1；氫氣流速30 mL/min，空氣流速300 mL/min。頂空進(jìn)樣，平衡溫度80 ℃，平衡時(shí)間40 min；定量環(huán)溫度90 ℃；傳輸線溫度120 ℃；進(jìn)樣體積1.0 mL。

樣品中殘留溶劑含量按下式計(jì)算。

式中：X為樣品中殘留溶劑含量/（mg/kg）；C為由線性方程計(jì)算得到的試樣中殘留溶劑含量/μg；m為取樣量/g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 進(jìn)樣方式的選擇

采用頂空氣相色譜法檢測(cè)溶劑殘留，分別稱取樣品直接進(jìn)樣和將樣品溶解后進(jìn)樣2 種進(jìn)樣方式。常用的溶解溶劑有水、二甲基甲酰胺和二甲基亞砜等，蔗糖脂肪酸酯又分親油（SE-15）和親水（SE-11）兩大類，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1 g樣品在20 mL水、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和四氫呋喃中均不能完全溶解。頂空氣相色譜法在進(jìn)樣過(guò)程中會(huì)吹入氮?dú)?，使得粉末在頂空瓶中懸浮，從而?dǎo)致進(jìn)樣針堵塞，因此粉末樣品一般不推薦直接頂空進(jìn)樣。但是本研究發(fā)現(xiàn)，蔗糖脂肪酸酯樣品在80 ℃加熱5 min，其性狀就由粉末狀轉(zhuǎn)變?yōu)轲こ頎?，因此后續(xù)進(jìn)樣時(shí)不會(huì)堵塞進(jìn)樣口，同時(shí)后續(xù)經(jīng)過(guò)加標(biāo)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)回收率較好。因此本研究檢測(cè)蔗糖脂肪酸酯中的5 種殘留溶劑選擇直接進(jìn)樣。

2.2 頂空平衡溫度和時(shí)間的選擇

選擇溶劑殘留分析色譜柱DB-1（60 m×530 μm，1 μm）作為色譜柱，對(duì)5 μL 100 mg/L混合對(duì)照品溶液進(jìn)行平衡溫度分別為50、60、70、80 ℃的平衡實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)平衡溫度達(dá)到70、80 ℃時(shí)5 種殘留溶劑的峰面積不再有明顯增加。選擇平衡時(shí)間分別為15、20、30、40 min，發(fā)現(xiàn)平衡時(shí)間達(dá)到30 min時(shí)5 種殘留溶劑的峰面積不再明顯增加?？紤]到實(shí)際樣品檢測(cè)時(shí)樣品可能會(huì)對(duì)殘留溶劑有影響，因此選擇平衡溫度80 ℃、平衡時(shí)間40 min作為實(shí)驗(yàn)條件。在上述條件下5 種殘留溶劑標(biāo)準(zhǔn)品的色譜峰實(shí)現(xiàn)明顯分離，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 5 種殘留溶劑標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖Fig.1 Chromatograms of five residual solvent standards

2.3 方法驗(yàn)證結(jié)果

2.3.1 曲線線性范圍和檢出限

按照上述儀器條件，對(duì)混合對(duì)照工作溶液進(jìn)行檢測(cè)，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，峰面積響應(yīng)為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線。按照上述前處理方法，分別以RS/N＝3和RS/N＝10計(jì)算方法的檢測(cè)限（limit of detection，LOD）和定量限（limit of quantitation，LOQ）。

由表1可知，甲醇、異丙醇、甲基乙基酮、乙酸乙酯和異丁醇5 種殘留溶劑含量在0.05～10.00 μg（折算到1 g樣品中含量為0.05～10.00 mg/kg）線性范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，方法的LOD依次為0.007 32、0.005 90、0.006 82、0.007 35、0.005 74 mg/kg，方法的LOQ依次為0.024 4、0.019 7、0.022 7、0.024 5、0.019 2 mg/kg。

表1 5 種溶劑的線性方程、相關(guān)系數(shù)、LOD和LOQTable 1 Linear equations, correlation coefficients (r), LOD and LOQ of five solvents

2.3.2 回收率和精密度實(shí)驗(yàn)

按照上述儀器條件對(duì)加標(biāo)樣品進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算5 種溶劑的回收率和精密度，由表2可知，5 種殘留溶劑的加標(biāo)回收率為81.7%～96.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）為1.90%～4.52%。

表2 5 種溶劑不同添加水平下回收率和精密度結(jié)果（n =6）Table 2 Recoveries and precision RSD of five solvents from samples spiked at different levels (n = 6)

2.4 樣品中殘留溶劑含量

2.4.1 實(shí)際樣品的檢測(cè)

將20 批次樣品按照上述方法測(cè)定，其中3 批次未檢出殘留溶劑，17 批次檢出甲醇、乙酸乙酯和異丁醇，17 批次樣品溶劑殘留的檢出結(jié)果見(jiàn)表3。檢出的17 批次樣品中有13 批次樣品中殘留溶劑的檢測(cè)結(jié)果大于方法的定量限，有4 批次樣品中的殘留溶劑量大于檢出限，但小于定量限，均為甲醇。

表3 17 批次樣品殘留溶劑的測(cè)定結(jié)果Table 3 Contents of residual solvents in seventeen lots of samples mg/kg

16 批次樣品檢出甲醇，檢出量為0.015 1～9.420 0 mg/kg，6 批次樣品檢出乙酸乙酯，檢出量為0.034 7～0.097 4 mg/kg，3 批次樣品檢出異丁醇，檢出量依次為0.056 8、0.047 4、0.050 0 mg/kg。20 批次樣品甲醇的檢出頻次及含量均最高，特別是最高值達(dá)到9.420 0 mg/kg，已經(jīng)接近當(dāng)前國(guó)外蔗糖脂肪酸酯中甲醇的最高限量標(biāo)準(zhǔn)10 mg/kg，乙酸乙酯和異丁醇雖然有檢出，但均遠(yuǎn)低于目前國(guó)外蔗糖脂肪酸酯中相應(yīng)的限量標(biāo)準(zhǔn)，20 批次樣品中均未檢出異丙醇和甲基乙基酮。

2.4.2 親油型和親水型溶劑殘留量分布

本研究結(jié)果表明，親油型蔗糖脂肪酸酯檢出的甲醇含量較高，本次檢出甲醇含量最高的3 批次樣品均為親油型蔗糖脂肪酸酯。親油型蔗糖脂肪酸酯中的殘留溶劑主要為甲醇，乙酸乙酯和異丁醇檢出相對(duì)較少，除了有一批次親油型蔗糖脂肪酸酯檢出乙酸乙酯，其余的乙酸乙酯和異丁醇都是親水型蔗糖脂肪酸酯中檢出的。

2.4.3 不同批次間殘留溶劑的差異

17 批次檢出殘留溶劑的產(chǎn)品中有4 批次（10、11、14和15號(hào)）親水型（S-11）產(chǎn)品是2 個(gè)廠家不同日期生產(chǎn)的，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：10號(hào)和11號(hào)，14號(hào)和15號(hào)樣品檢出的殘留溶劑種類和殘留量差異不顯著，說(shuō)明在原料和生產(chǎn)工藝相同的情況下，樣品中的殘留溶劑種類和含量基本一致。

2.4.4 樣品中殘留溶劑的穩(wěn)定性

上述檢出殘留溶劑的17 批次樣品，各取1 g置于20 mL頂空瓶中，不加蓋，室溫在通風(fēng)櫥中放置10 d，再用上述檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)16 批次樣品中的甲醇放置前后結(jié)果差異顯著，放置10 d后樣品中的甲醇含量顯著降低，2 次檢測(cè)結(jié)果的RSD為11.2%～112.3%，甲醇含量高的樣品2 次結(jié)果的差異更顯著，乙酸乙酯和異丁醇的2 次檢測(cè)結(jié)果差異不顯著，2 次結(jié)果的RSD均小于5%，這可能跟蔗糖脂肪酸酯中甲醇、乙酸乙酯和異丁醇的形成原因有關(guān)。放置前后樣品中殘留溶劑測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 放置前后樣品中殘留溶劑測(cè)定結(jié)果Table 4 Results of determination of residual solvents in samples before and after standing mg/kg

3 結(jié) 論

建立了頂空氣相色譜法，檢測(cè)蔗糖脂肪酸酯中的5 種溶劑殘留量，結(jié)果表明：5 種殘留溶劑在0.05～10.00 mg/kg范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999；甲醇、異丙醇、甲基乙基酮、乙酸乙酯和異丁醇的方法定量限依次為0.024 4、0.019 7、0.022 7、0.024 5、0.019 2 mg/kg，3 個(gè)水平加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)的回收率為81.7%～96.8%，RSD均小于5%。該方法操作簡(jiǎn)單、回收率和精密度良好，目前JECFA、歐盟、FCC、日本食品添加物公定書(shū)、韓國(guó)食品添加劑法典都規(guī)定蔗糖脂肪酸酯中的上述5 種溶劑殘留量的最小限量值為10 mg/kg，該方法能滿足要求。

20 批次蔗糖脂肪酸酯樣品檢測(cè)結(jié)果顯示，17 批次樣品中檢出的3 種溶劑殘留量均符合JECFA的要求。親油型蔗糖脂肪酸酯中檢出的殘留溶劑種類相對(duì)較少，主要是甲醇，但是部分產(chǎn)品含量較高，需要引起關(guān)注。親水型蔗糖脂肪酸酯中的殘留溶劑檢出種類相對(duì)較多，但普遍含量較低，遠(yuǎn)低于目前國(guó)際上規(guī)定的限量標(biāo)準(zhǔn)。