隨著人民生活水平的提高，越來越多的白酒被廣大消費者所喜愛，白酒在中國有非常大的市場，與此同時，白酒的安全性也引起了消費者們的廣泛關注。白酒釀造過程中產生的氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate，EC)，也稱為尿烷，具有潛在的致癌性。EC廣泛存在于葡萄酒、白蘭地、黃酒以及白酒等各種酒類、飲料中，可引起多種疾病，如肝部腫瘤、肺腺瘤、乳腺腫瘤[5-6]等。2007年，國際癌癥研究機構（International Agency for Research on Cancer，IARC）將EC列為2A類致癌物。
氨基甲酸乙酯
目前有采用GB 5009.223—2014《食品中氨基甲酸乙酯的測定》標準中固相萃取結合氣相色譜-質譜法測定EC，也有采用高效液相色譜法結合熒光檢測器測定酒類、飲料中的EC，但這兩種測試方法樣品前處理均比較耗時，試驗操作能力要求較高，而且使用有機試劑會對研究者造成傷害。
近期，中國食品發酵工業研究院標準（全國食品發酵標準化中心）食品與發酵領域核心期刊《食品與發酵工業》上發表題為《SPME 結合 GC×GC-TOFMS 測定白酒中的氨基甲酸乙酯》的研究成果。該研究基于頂空固相微萃取（HS-SPME Arrow）結合全二維氣相色譜-飛行時間質譜(GC×GC-TOFMS，GGT 0620)建立了一種準確定量白酒中氨基甲酸乙酯(EC)的方法。通過HS-SPME Arrow 方法優化及對不同濃度的白酒樣品溶液進行GC×GC-TOFMS定量分析。
結果表明，氨基甲酸乙酯在10~500μg/L 范圍內線性關系良好，回歸系數(R2)大于0.998，檢出限為0.19μg/L，定量限為0.64μg/L，平均回收率為97.57%，精密度為 8.66%。測定結果與國標方法相比，無顯著性差異（P>0.05），且可以同時獲取白酒中上千種揮發性組分信息。該方法前處理簡單，檢測靈敏度更高，為白酒中氨基甲酸乙酯自動化定量測定提供新方法的同時，也為科學化指導白酒的安全生產提供指導意義。
HS-SPME Arrow 條件的優化
通過采用 HS-SPME 對白酒樣品中EC進行富集，由于萃取機理的原因，EC萃取平衡受到多種因素的影響，如萃取時間、萃取溫度、離子強度和乙醇含量。實驗優化出了HS-SPME Arrow的最佳萃取條件：酒精度12%、NaCl 3g、萃取溫度70℃，萃取時間40min的條件下，能夠顯著提高目標物的響應值。
圖 1 SPME 的不同萃取條件與 EC 峰面積之間的關系
不同濃度的白酒樣品溶液
GC×GC-TOFMS定量分析
實驗以D5-氨基甲酸乙酯(D5 -EC)為內標，對不同濃度的樣品溶液進行GC×GC-TOFMS定量分析。檢測氨基甲酸乙酯的線性關系、檢出限、回收率和精密度。
a-二維色譜圖；b-選擇離子模式(m/z 62,64)二維色譜圖
圖2 EC和D5-EC在白酒中二維色譜圖
在10~500μg/L的范圍內，線性方程為y=1.0341x，R2為0.998，以3倍的信噪比計算檢出限，以10倍的信噪比計算定量限，LOD和LOQ分別為0.19μg/L、0.64μg/L，檢出限低于國標方法GB 5009.223—2014。
圖3 EC測定的標準曲線
文章通過將隨機選取的白酒(含EC46.24μg/L用超純水稀釋至酒精含量為12%，分別加入100、200、400μg/L 3個水平的EC(含200μg/L D5-EC)，計算回收率和精密度。結果表明，3個水平的回收率為77.96%~110.88%，最大相對標準偏差為8.66%，具有良好的精密度，平均回收率為97.57%，證明該方法的準確度較高，可以適用于白酒中EC含量的測定。
表1 樣品加標回收率(n=6)
文章采用上述方法測定不同類型白酒中EC的含量，并與國標法的測定結果進行比較，結果如表2所示。十種不同種類白酒中GC×GC-TOFMS測定與國標測定結果基本一致，無顯著差異(P>0.05)，該方法可以用于白酒中氨基甲酸乙酯的準確測定。
表2 GC×GC-TOFMS方法
與國標GB 5009.223—2014測定結果比較
氨基甲酸乙酯在10~500μg/L范圍內線性關系良好，回歸系數(R2)大于0.998，檢出限為0.19 μg/L，定量限為0.64μg/L，平均回收率為97.57%，精密度為8.66%。測定結果與國標方法相比，無顯著性差異（P>0.05） 。
禾信儀器
全二維氣相色譜-飛行時間質譜聯用儀GGT 0620
禾信全二維氣相色譜-飛行時間質譜聯用儀（GGT 0620）搭載全自動智能進樣平臺、全新半導體制冷固態熱調制器和海量化合物數據分析軟件，可用于白酒中風味物質的高通量定性鑒定、定量分析，既可以檢測白酒安全性指標物質，又可以揭開不同香型白酒所含風味物質的神秘面紗，該儀器已成為白酒風味物質研究和推動白酒企業生產工藝改進的有力工具。
GGT 0620 產品圖片
▲高靈敏度：
高靈敏度EI源，保證極低檢出限
▲背景離子移除zhuanli技術：
zhuanli設計離子篩選功能，消除背景離子干擾
▲超快采集速度：
500譜/秒超快采集速度，確保超窄色譜峰的完整呈現
▲新型固態熱調制技術：
可調制C2-C40+化合物，體積小、功耗低、無需制冷劑，使用場景廣
▲自動化、一體化的軟件工作站：
自動前處理進樣+系統控制+數據采集+數據處理一體化的軟件工作站
▲實現在線分析：
可配備大氣、水體VOCs連續在線監測方案模塊，實現在線分析
專家解說
中國食品發酵工業研究院標準信息研究發展部基礎研究中心高紅波主任在開展白酒風味物質相關的課題研究中，常使用禾信全二維氣質聯用儀（GGT 0620）進行樣品檢測。高老師表示，在酒類食品質量安全指標、酒類風味組分標準化基礎研究過程中，禾信儀器生產的GGT 0620能夠幫助他們快速自動化分析白酒中安全性指標（EC等）和風味物質組分。該儀器不需要繁瑣的人工操作以及衍生試劑和有毒有害試劑的消耗，同時仍然保留了樣品豐富的揮發性物質信息，并有效的減小了基質效應的影響，操作簡單，靈敏度高、分離度好、準確性高，為團隊的研究提供了有力的幫助，提高了研究效率。
中國食品發酵工業研究院
標準信息研究發展部基礎研究中心高紅波主任
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