基于改进QuEChERS结合高效液相色谱-串联质谱法的婴幼儿配方奶粉中丙烯酰胺精准定量研究

本研究针对婴幼儿配方奶粉中丙烯酰胺（AA）精准定量难题，开发了一种改进的QuEChERS前处理结合同位素稀释HPLC-MS/MS技术的方法。该方法通过优化吸附剂（如碱性Al2O3）有效去除基质干扰，实现103–105%的回收率、RSD<1.6%和0.90 μg/kg的定量限（LOQ），并通过标准物质（CRM No. 108–02-006）验证了准确性。实际样本检测发现20份样品中5份存在AA污染，表明该方法快速可靠，为复杂食品基质中AA监测提供了关键技术支撑。

　　

在当今食品安全领域，丙烯酰胺（Acrylamide, AA）作为一种热加工食品中常见的污染物，日益引起广泛关注。这种低分子量、高极性的化合物主要经由美拉德反应（Maillard reaction）形成，即在高温（>120°C）下，天冬酰胺与还原糖发生反应而产生。尤其令人担忧的是，AA被国际癌症研究机构（IARC）列为2A类致癌物，具有神经毒性和遗传毒性。对于婴幼儿这一敏感群体，AA的暴露风险更为严峻——欧洲委员会已设定婴幼儿食品中AA的基准水平为40 μg/kg。然而，婴幼儿配方奶粉作为一种复杂基质，富含蛋白质、脂肪、碳水化合物及多种膳食添加剂，严重干扰AA的准确定量，这使得开发高效、精准的检测方法成为迫切需求。

长期以来，AA的检测面临诸多挑战。由于其极性和小分子特性，传统方法如气相色谱（GC）需衍生化步骤，过程繁琐且可能产生假阳性结果；而液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）虽无需衍生化，但易受基质干扰，信号强度受前处理和色谱条件影响显著。尽管高分辨率质谱技术能提升检测精度，但其高昂成本限制了广泛应用。因此，优化样品前处理流程成为突破AA检测瓶颈的关键。近年来，QuEChERS（Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe）方法因其高效、低成本的特点，被应用于多种食品矩阵中AA的提取，但针对婴幼儿配方奶粉这一特殊基质的系统研究仍显不足。

为应对这一挑战，研究人员在《Food Chemistry: X》上发表了一项创新性研究，通过结合改进的QuEChERS前处理技术与同位素稀释高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS），建立了婴幼儿配方奶粉中AA的精准定量方法。该研究不仅优化了提取和净化步骤，还首次系统评估了基质效应（Matrix Effect, ME）和 procedural blank（程序空白）的干扰，确保了结果的可靠性。通过实际样本检测，研究发现20份市售样品中有5份存在AA污染，其中2份超标，凸显了该方法的实用性和监管意义。

在技术方法层面，作者主要依托以下关键步骤：首先，采用改进的QuEChERS流程，以乙腈（含0.1%甲酸）为提取溶剂，正己烷脱脂，并优化了氯化钠（NaCl）和无水硫酸镁（MgSO₄）的用量；其次，利用分散固相萃取（dSPE）单元，比较了多种吸附剂（如PSA、C18、碱性氧化铝等），最终选定碱性氧化铝（Al₂O₃）作为净化材料；接着，通过同位素内标（¹³C₃-AA）校正基质效应，并采用单点同位素稀释质谱（SP-IDMS）进行定量；最后，方法验证涵盖了线性范围、检测限（LOD）、定量限（LOQ）、回收率和精密度等参数。所有实验均基于北京市超市采购的20份真实样本（包括婴幼儿配方奶粉、全脂奶粉、脱脂奶粉等），确保了数据的实际适用性。

3.1. Optimization of LC-MS/MS parameters

研究人员通过优化质谱和色谱参数提升检测灵敏度。AA的定量离子为m/z 72.0→55.0，定性离子为m/z 44.1；内标¹³C₃-AA的离子为m/z 75.4→58.1/45.0。比较三种色谱柱（HSS T3、BEH amide、Atlantis dC18）后发现，Atlantis dC18柱在甲醇-水流动相下可实现4.0分钟的保留时间，有效分离AA与极性干扰物，从而被选为最终方案。

3.2. Optimization of QuEChERS method

QuEChERS前处理流程经多步优化：提取溶剂选用含0.1%甲酸的乙腈，体积确定为15 mL；添加正己烷脱脂去除脂肪干扰；盐析剂中NaCl和MgSO₄的最佳用量分别为1.00 g和3.00 g，此时回收率达80%。这些优化显著提升了提取效率和重现性。

3.3. Optimization of sorbent in dSPE unit

吸附剂筛选显示，碱性Al₂O₃在回收率（81%）和基质效应（ME=0.81）方面均优于PSA、C18等材料。更重要的是，PSA吸附剂会引入程序空白干扰（产生假阳性AA峰），而Al₂O₃无此问题，证实其更适合婴幼儿配方奶粉的净化。

3.4. Evaluation of different pretreatment steps

与传统方法（如LLE、LLE-SPE）相比，QuEChERS法能显著降低基质干扰峰（保留时间2.1–2.7分钟处的干扰），提升色谱基线稳定性和检测灵敏度。这表明QuEChERS在复杂食品基质中具有独特优势。

3.5. Method validation

方法验证显示：线性范围0.50–100.00 μg/kg（R²>0.9999），LOD和LOQ分别为0.30 μg/kg和0.90 μg/kg；加标回收率103–105%，RSD<1.6%；基质效应校正因子θ=1.00，表明同位素内标有效抵消ME。通过标准物质（CRM No. 108–02-006）验证，测得值（53.4±1.9 μg/kg）与认证值（55.7±2.1 μg/kg）高度一致。

3.6. Identification and quantification of acrylamide in real samples

实际样本检测发现，20份样品中15份AA含量低于LOQ，5份检出AA（S3、S7、S14、S19、S20），浓度分别为12.38、8.70、31.18、65.61和53.70 μg/kg。其中S19和S20超过欧盟限量标准（40 μg/kg），提示需加强监管。

综上所述，本研究通过改进QuEChERS前处理与HPLC-MS/MS技术，建立了婴幼儿配方奶粉中AA的精准定量方法。该方法在灵敏度、准确度和实用性方面均显著优于现有技术，为食品安全监测提供了可靠工具。尤其重要的是，研究揭示了市售产品中AA污染的潜在风险，强调了持续监控的必要性。未来，该方法可扩展至其他乳制品基质，并为AA形成机制、存储条件影响等研究提供技术支持，最终助力全球食品安全标准的提升。