顶空-气相色谱法快速测定冰淇淋中环氧乙烷残留量

顶空-气相色谱法快速测定冰淇淋中环氧乙烷残留量

辛 莹，刘 勤

（河南广电计量检测有限公司，河南郑州 450001）

摘 要：目的：建立顶空-气相色谱法快速测定冰淇淋中环氧乙烷残留量的方法。方法：制备冰淇淋样品待测液，自动顶空进样器进样，连接Agilent 7890B气相色谱仪，采用Rtx®-624（30 m×0.25 mm×1.4 μm）毛细管柱、程序升温进行组分分离，FID检测器检测，外标法定量。结果：在0.1～5.0 mg/L，环氧乙烷相关系数大于0.999，加标回收率为85.7%～100.8%，RSD为1.2%～2.6%。结论：该方法有效减少了操作过程中造成的环氧乙烷逃逸，且目标峰附近无干扰，回收率和重复性均满足需求，可用于检测冰淇淋中的环氧乙烷。

关键词：顶空-气相色谱法；环氧乙烷；冰淇淋

 

环氧乙烷为中度毒性化学品，可经呼吸、接触、食入等方式侵入体，长时间暴露于环氧乙烷可引起频繁呕吐、麻木感、上呼吸道刺激、头痛恶心、腹内压迫感、神经异常、眼睛和皮肤损伤、意识模糊甚至昏迷、死亡，也会影响生殖[1-2]。环氧乙烷是一种烷化剂，可跳过代谢活化直接与亲核大分子DNA、RNA或蛋白质反应。关于微生物、植物、昆虫和哺乳类细胞暴露于环氧乙烷的研究指出，环氧乙烷在这些机体中皆是诱变剂，它能有效地产生体细胞突变，而且在生殖细胞中也可引起遗传损伤，可能引起基因突变或染色体畸变，甚至引发核内复制，产生肿瘤细胞[3-6]。欧盟已取消环氧乙烷的植保剂资格，但作为农药可以在限制范围使用。2017年，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物中，环氧乙烷被列为2A级致癌物。本实验建立了自动顶空进样器连接气相色谱仪测定冰淇淋中环氧乙烷的方法，基质干扰少，灵敏度高，可快速分析样品。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Agilent 7890B气相色谱仪（配有FID检测器），TurboMatrix 40顶空进样器（德国PerkinElmer），Rtx®-624

（30 m×0.25 mm×1.4 μm），20 mL顶空进样瓶。环氧乙烷

（1000 μg/mL，溶剂：水，坛墨质检-标准物质中心），无特殊说明，本实验中用水为符合GB/T 6682—2008的二级水。

1.2 环氧乙烷储备液配制

选取10 mL容量瓶，预先加入纯水（＜5 mL），准确吸取1.0 mL环氧乙烷标准品加入液面以下，加纯水定容至

10 mL，配制成浓度为100 mg/L的环氧乙烷储备液，置于

-18 ℃的冰箱中保存。实验前，取储备液放至室温，根据需要配成适当浓度的标准工作液，现配现用。

1.3 仪器条件

1.3.1 气相色谱条件

载气为氮气，流速1.5 mL/min，分流比20∶1，进样口：200 ℃，检测器：220 ℃，程序升温：初温45 ℃保持6 min；以50 ℃/min升温至150 ℃保持2 min。空气流速：300 mL/min，氢气流速：25 mL/min，尾吹气流速：

25 mL/min，尾吹气为氮气。

1.3.2 顶空自动进样器

炉温60 ℃，平衡30 min，取样针温度100 ℃，传输线温度110 ℃，恒定时间进样，进样时间0.1 min，GC分析循环12.0 min。

1.4 样品制备及检测

1.4.1 样品制备

样品置于250 mL自封袋中，放置在约4 ℃冰箱中，待融化后振荡混匀；顶空瓶中加纯水约5 mL，称取2 g均匀试样（精确至0.01 g）置于20 mL顶空瓶中，加水定容至

10 mL，立即加盖密封，水平摇匀，避免样液接触顶空瓶盖。

1.4.2 含量测定

将1.4.1中制备好的样液，用自动进样器进样，外标法定量，测定环氧乙烷残留量。环氧乙烷的沸点为10.8 ℃，

因此要注意在配置标准品、制样和称量的过程中应在较低的环境温度下迅速操作并密封，以防止环氧乙烷

逃逸。

2 结果与分析

2.1 标准曲线绘制

用环氧乙烷储备液配制6个系列适宜浓度的标准溶液：取6个顶空瓶，各加入5 mL纯水，分别准确加入10 μL、20 μL、50 μL、100 μL、200 μL和500 μL的环氧乙烷储备液（100 mg/L），加水定容至10 mL，水平摇匀，得到6个浓度标准点，依次为0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L和5.0 mg/L。以标液浓度（X）为横坐标、峰面积（Y）为纵坐标建校准曲线，得线性回归方程Y=0.666 978X+

0.003 348 37，r=0.999 66，残留标准误差为0.034 11。标准曲线见图1。

 

2.2 色谱柱选择

本实验采取2种不同性质的极性毛细管柱，Rtx®-624

（30 m×0.25 mm×1.4 μm）和DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm），分别对一空白基质加标浓度（0.8 mg/L）以相同的仪器条件进行上机检测对比，从图2可见Rtx®-624色谱柱对环氧乙烷分离效果好，峰形好且无基质干扰，DB-WAX有拖尾现象，且环氧乙烷的拖尾部分和基质峰略有重合，影响定量的准确性，因此优先选择Rtx®-624色谱柱。

 

2.3 进样时间优化

本方法采用自动顶空进样器以恒定时间模式进样。其他条件确定后，进样时间的影响尤为明显，它直接影响目标峰的峰形和响应。将进样时间依次设定为0.01 min、0.05 min、

0.1 min、0.2 min、0.5 min进样测试，结果显示，随着进样时间增长，目标峰响应逐渐升高，但超过0.1 min后，峰形过宽且顶端扁平，综合评估后，选择0.1 min作为进样时间，响应和峰形均佳。

2.4 方法检出限

尝试逐级递减在空白基质样品中添加环氧乙烷，至信噪比（S/N）至3左右停止，以信噪比（S/N）不低于3时上机加标样液中环氧乙烷的浓度（0.1 mg/L）反推出样品含量作为方法的检出限。称样量为2 g，定容体积为10 mL时，冰淇淋中环氧乙烷的检出限为0.5 mg/kg。

2.5 精密度和准确度

称取约2 g空白冰淇淋样品置于预先加入5 mL纯水的顶空瓶中，分别加入20 μL、40 μL、80 μL的100 mg/L环氧乙烷中间使用液，加纯水定容至10 mL，配制成低浓度加标样品（0.2 mg/L）、中浓度加标样品（0.4 mg/L）、高浓度加标样品（0.8 mg/L），立即加盖密封，每个浓度水平平行配制6份，摇匀后上机测定。根据结果计算可得，3水平测定的准确度为87.7%，精密度为2.6%，具体见表1。

2.6 干扰物考察

有研究称实验用水对环氧乙烷含量的测定会产生影响[7]，本实验对该干扰进行了考察，分别对二级水、一级水、蒸馏水、自来水进行测定，如图4，结果表明，在环氧乙烷的保留时间附近均未出现干扰峰。

2.7 市场样品测试

实验条件优化后，随机从市场抽查了3个最畅销的品牌共10个不同品类的冰淇淋样品进行测定，结果表明，10种冰淇淋中环氧乙烷均未有响应。

3 结论

由实验结果可知，用本实验建立的方法测定冰淇淋中环氧乙烷残留量，由于样品的处理程序较简洁，目标物环氧乙烷不易损失，用Rtx®-624（30 m×0.25 mm×1.4 μm）毛细管柱分离，目标峰附近无干扰峰出现，因此能准确定量，且低、中、高3水平加标浓度样品的精密度和准确度较高，完全满足冰淇淋中环氧乙烷检测分析要求。

参考文献

[1]柯洪楠,刘革.探讨环氧乙烷的危害及其安全防护策略[J].化工管理,2016(9):169.

[2]钟福亚,郑新强,梁月荣.茶叶环氧乙烷残留被关注[J].茶叶,2021,47(2):108-109.

[3]KOLMAN A,NÄSLUND M,CALLEMAN C J.Genotoxic effects of ethylene oxide and their relevance to human cancer[J].Carcinogenesis,1986,7(8):1245-1250.

[4]DELLARCO V L,GENEROSO W M,SEGA G A,et al.Review of the mutagenicity of ethylene oxide[J].Environmental and molecular mutagenesis,1990,16(2):85-103.

[5]ADKINS B,VAN STEE E W,SIMMONS J E,et al.Oncogenic response of strain A/J mice to inhaled chemicals[J].Journal of toxicology and environmental health,1986,17(2/3):311-322.

[6]陆静芬,张龄,钟坤,等.环氧乙烷的遗传毒性研究Ⅶ.小鼠胎肝微核试验[J].癌变·畸变·突变,1996(2):109-111.

[7]赵振午,孟颖,孙瑞贞,等.顶空气相色谱法测定空心胶囊中环氧乙烷残留量[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2013,36(2):193-197.