气相色谱/质谱法分析食品中的丙烯酰胺

引言 2002 年 4 月瑞典国家食品管理部的科学家们宣布，油 炸和烤制食品中丙烯酰胺 (2-propenamide) 的量超过 水中许可量的许多倍，说明对人体暴露量比过去预计 的要大得多[1-3]。丙烯酰胺（图 1），一种已知的神经 毒素，对人类很可能是一种致癌物质。世界卫生组织认 为水中丙烯酰胺的量最多不能超过 0.5 µg/L。但是，食 品如炸薯条、烤薯片、烤面包片以及其它常见烹制食品 中丙烯酰胺含量却在 100 到 1000 µg/kg。生的食品中 没有发现丙烯酰胺，煮制食物中的量也没有达到检测 限。最近的研究表明，丙烯酰胺是通过 Maillard 反应 形成的，当氨基酸和糖（例如，天门冬酰胺和蔗糖）一 起加热时就会发生这种反应。如此高浓度丙烯酰胺的 发现，引发了对各种食品中丙烯酰胺的研究。

丙烯酰胺分析方法 已经有许多种仪器分析方法用于测定丙烯酰胺。最近的方法是用液相色谱接串联质谱 (MS-MS) 检测，大约 能测定 50 µg/kg (ppb) 或更低，用 72 到 55 m/z 转换 （例如，[5]）。这个方法由于样品制备简便，很有吸引 力。用电子轰击 (EI) 电离 MS 检测的气相色谱法，通 常因分子较小而需要衍生化。本文介绍的是另一种气相色谱/质谱 (GC/MS) 方法，能够更快地进行筛查， 象常规方法一样，最后定量也要通过衍生化。这是丙烯 酰胺快速、相对简便的分析方法。

用 GC/MS-SIM 正离子化学电离进行快速 筛查 丙烯酰胺 EI 电离质谱（图 2）得到的都是很低质量数 的离子：71、55、44 m/z。虽然在低于 ng 水平有较 高的强度，但这些离子容易受食品样品的干扰。正离子 化学电离 (PCI) 质谱图是用氨气得到的，离子化选择 性更高，比 EI 更适合于食品基质的分析，图 3。氨 PCI 产生两个离子：72 m/z，质子化分子，[M+H]+ ，和加合 离子 89 m/z，[M+NH4]+ 。PCI 对丙烯酰胺的分析具有 良好的选择性和灵敏度 - 能检测到 pg 水平。

筛查方法结果与讨论 图 5 显示了一种白面包样品的萃取离子流图。由于 PCI 的选择性，在丙烯酰胺附近的基线几乎没有波动。提取 浓度大约为 34 ng/mL 或每克白面包 85 ng。当氨基酸 和糖在一起加热时会生成丙烯酰胺，因而有理由怀疑 进样过程中在进样口内也可能生成丙烯酰胺。为了试 验这种可能性，在白面包提取物中添加 100 ng 丙烯酰 胺，再进行分析。测定结果是 135 ng/mL，表明，由 于进样口温度相对较低或者脉冲压力进样方式使样品 在内衬管中滞留时间较短，减缓了样品中丙烯酰胺的 形成，或衬管中生成的丙烯酰胺重复性。这可能不代表 所有提取物或所有相似条件下的情况。