在线测定食品中苯甲酸δ13C值的方法技术

本发明专利技术公开了一种在线测定食品中苯甲酸δ13C值的方法。具体而言，本发明专利技术涉及应用液相色谱‑稳定同位素比值质谱在线测定混合物中苯甲酸δ13C值的方法，属于稳定同位素分析技术领域。该方法包括如下步骤：1)选用合适的液相色谱柱；2)配制酸性流动相；3)调整液相色谱‑稳定同位素比值质谱至工作状态；4)调整样品中苯甲酸浓度；5)采用自动进样器进行自动进样并测定苯甲酸δ13C测定值；6)使用δ13C值已知的参考物质校正仪器的测定系统偏差；7)根据系统偏正计算苯甲酸的δ13C值。本方法具有操作简单、方便、检测限低、结果稳定的特点，避免了对手动进样操作的依赖，可实现24h连续分析。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及在线测定苯甲酸稳定碳同位素比值(记作δ13C)的方法，属于稳定同位素分析

技术介绍
：“民以食为天，食以安为先”，我国对食品安全的监管已上升到了国家战略，2014年两会政府工作报告及《食品安全法》修订草案中提及“严守法规和标准，用最严格的监管、最严厉的处罚、最严肃的问责，坚决治理餐桌上的污染，切实保障“舌尖上的安全”。但是，一些不法商人为追逐经济利益，在食品生产经营活动中采用掺假、偷工减料、添加廉价原材料等行为牟取暴利，这种经济利益驱动型的掺假行为也会带来食品安全问题，然而由于掺入的组分与食品既有成分相同，给检测带来了技术挑战，也给监管都来了难题。近年来，稳定同位素技术在食品掺伪鉴别中起着越来越重要的作用，其原理是同位素自然分馏作用会影响物质的同位素分布，而即使是同一种化合物，当来源不同时其同位素组成也是存在差异的，基于这一特点，稳定同位素技术在食品掺伪鉴别中起着越来越重要的作用，目前已用于蜂蜜掺糖检测、果汁掺糖与掺水检测、葡萄酒掺乙醇与掺水鉴别等。苯甲酸及其钠盐作为GB 2760-2011中允许使用的食品添加剂，在抑制微生物滋长、食品保鲜领域起到重要作用。但是，根据我国相关国家标准的规定，一些特殊食品(如牛乳和乳制品)是不允许人为添加苯甲酸及其钠盐的，然而据世界卫生组织报告，动植物的代谢产物中天然存在着苯甲酸，因此，难以通过分析产品中苯甲酸的含量来辨别有无外源添加。天然存在的苯甲酸来自于动植物的生理代谢活动，而食品添加剂苯甲酸及其钠盐属于工业制品，通常由是在钴、锰等催化剂存在下用空气氧化甲苯制得，或由邻苯二甲酸酐水解脱羧制得的，因此在来源途径上与天然苯甲酸完全不同，其同位素组成也会存在较大差异，因此可以
结合稳定同位素技术检测食品及其相关制品中苯甲酸，分析是否有外源添加的可能。然而，稳定同位素技术在食品领域的研究与应用仅有40余年的历史，该技术的研究与应用仍处于发展中，而针对苯甲酸的碳同位素分析(δ13C值)的报道比较少：Scharschmidt等(Variation of Transition-State Structure as a Function of the Nucleotide in Reactions Catalyzed by Dehydrogenases-Liver Alcohol Dehydrogenase with Benzyl Alcohol and Yeast Aldehyde Dehydrogenase with Benzaldehyde)人通过液液萃取法提取酵母提取液中苯甲酸，离线真空条件下将苯甲酸转化成二氧化碳，再用稳定同位素比值质谱仪分析，但该方法需要大量的苯甲酸样品；Krummen等人(A new concept for isotope ratiomonitoring liquid chromatography/mass spectrometry)和Heuer等人(Onlineδ13C analysis of volatile fatty acids in sediment/pore water systems by liquid chromatography-isotope ratio mass spectrometry)使用微进样技术结合液相色谱-稳定同位素比值质谱技术测定了苯甲酸的δ13C值，但是，该方法也仅适用于高纯度苯甲酸样品而且不能自动进样，只能通过手动进样的模式进行样品分析，大大增加了工作量，无疑降低了工作效率，而与此同时，该方法虽然使用了液相色谱-稳定同位素比值质谱仪，但是该仪器仅起到了载流的作用，而不能分析混合物中的苯甲酸；Shexia(Stable carbon isotopic compositions of organic acids in total suspended particles and dusts from Guangzhou，China)等人使用气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱仪结合衍生降解技术测定了芳香族有机酸的δ13C值，但该技术只能分析所有芳香族氨基酸平均的δ13C值，而不能给出苯甲酸的δ13C值，此外，前处理过程中的衍生和降解步骤也可能导致同位素分馏，使得测定结果不准确。有关食品中苯甲酸碳同位素分析的研究则未见报道。本专利技术开发了一种使用液相色谱-稳定同位素比值质谱仪在线测定混合物中苯甲酸δ13C的方法。
技术实现思路
：(1)拟解决的问题苯甲酸作为一种高沸点有机物，需要一种简单的、自动的测定混合
物中苯甲酸的δ13C值的方法，为食品中苯甲酸的来源分析提供方法基础。(2)本专利技术的具体方案本专利技术结合色谱分离理论、液相色谱-稳定同位素比值质谱仪的分析特性及稳定同位素分析的原理和要求建立了混合物中苯甲酸δ13C值的测定。具体而言，本专利技术提供了测定混合物中苯甲酸的δ13C值的方法，优选地，其中所述的混合物是食品产品经过前处理后的、以水为溶剂而得到的制备液，如食品中除去纤维素、蛋白质、脂肪和大部分糖类(至少50％、60％、70％或80％的糖类，优选90或95％的糖类)有机物后得到的物质。本专利技术的方法采用液相色谱-稳定同位素比值质谱仪测定混合物样品中苯甲酸的δ13C值，其中包括食品样品的前处理步骤、自动进样、液相色谱分离、在线反应装置将苯甲酸氧化成二氧化碳，最后用稳定同位素比值质谱仪测定苯甲酸转化来的二氧化碳的δ13C值的步骤。更具体而言，本专利技术测定食品中苯甲酸δ13C值的方法，包括以下步骤：1)食品除杂；2)除去除杂过程中引入的有机溶剂；3)用水稀释食品除杂后得到的制备液；4)过滤后放在液相色谱仪的样品盘上；5)配有离子交换色谱柱的液相色谱，采用自动进样器自动进样，在流动相的作用下将混合物中苯甲酸与其他有机组分分离；6)将液相色谱柱分离得到的苯甲酸直接导入在线反应装置中进行氧化处理，得到苯甲酸转化的二氧化碳；7)用稳定同位素比值质谱仪测定该二氧化碳中δ13C；8)计算样品中苯甲酸的δ13C值，优选的，该值由苯甲酸标准物质校正而来。上述步骤中，所述的食品除杂是指通过除去不溶性的纤维素、脂肪和蛋白质，以及食品中大部分的糖类。所述的食品样品经处理后溶解在水中，苯甲酸的含量应为0.1～1.2g/L，优选为0.3g/L。所述液相色谱条件参数如下：流动相为pH为2的硫酸溶液；色谱
柱温度为65℃；流动相流速为0.3mL/min；进样体积20μL。优选地，液相色谱-稳定同位素比值质谱的条件如下：色谱条件：HyperREZ XP Carbonhydrate H+液相色谱柱(300mm*7.7mm*8μm)；流动相为pH＝2的硫酸溶液；进样体积20μL；调整液相色谱-稳定同位素比值质谱的参数：设定流动相流速为0.3mL/min；设定色谱柱温度为65℃；同时监测m/z＝32、33和34的离子流信号强度，确保m/z＝32的离子流信号强度为10000mV。任选地，确认稳定同位素比值质谱仪的工作环境、气密性、离子室的真空度均符合要求，然后检验仪器测定CO2中δ13C的精密度和稳定性，必要时调整离子源参数值；设置在线反应装置的参数，例如确保在线反应装置具有氧化性，温度设置为99本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用液相色谱‑稳定同位素比值质谱在线测定食品中苯甲酸δ13C值的方法，包括以下步骤：1)对所测定的食品进行除杂，以除去其中的纤维素、脂肪和蛋白质，以及食品中大部分的糖类；2)除去除杂过程中引入的有机溶剂；3)用水稀释除杂后得到制备液；和4)将制备液进样至液相色谱‑稳定同位素比值质谱仪以测定食品中苯甲酸的δ13C值。

【技术特征摘要】
1.一种应用液相色谱-稳定同位素比值质谱在线测定食品中苯甲酸δ13C值的方法，包括以下步骤：1)对所测定的食品进行除杂，以除去其中的纤维素、脂肪和蛋白质，以及食品中大部分的糖类；2)除去除杂过程中引入的有机溶剂；3)用水稀释除杂后得到制备液；和4)将制备液进样至液相色谱-稳定同位素比值质谱仪以测定食品中苯甲酸的δ13C值。2.根据权利要求1所述的方法，其中食品中苯甲酸与其他有机物经液相色谱分离后，在反应炉中转化为CO2后进行稳定同位素比值分析，得到苯甲酸的δ13C测定值。3.根据权利要求1所述的方法，其中液相色谱所使用的流动相为硫酸和超纯水配制的pH为0～6的溶液，优选pH为2。4.根据权利要求3所述的方法，其中液相色谱所使用的色谱柱为氢离子交换色谱柱，优选为HyperREZ XP Carbonhydrate H+液相色谱柱。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中稀释后的苯甲酸含量为0.1～1.2g/L，优选为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟其顶，王道兵，
申请(专利权)人：中国食品发酵工业研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11