《Green Analytical Chemistry》：A sustainable approach to analytical method development: the determination of biogenic amines in Gorgonzola cheese
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绿色分析化学（GAC）面临的两大主要挑战涉及用更安全、更可持续的溶剂替代石油衍生溶剂，以及开发整体可持续且适用的分析方法。本研究聚焦于戈尔贡佐拉奶酪中生物胺（BAs）的测定，提出了一种新的可持续分析方法开发路径，利用现有的化学信息学工具进行硅片筛选最具前景的绿
绿色分析化学（GAC）面临的两大主要挑战涉及用更安全、更可持续的溶剂替代石油衍生溶剂，以及开发整体可持续且适用的分析方法。本研究聚焦于戈尔贡佐拉奶酪中生物胺（BAs）的测定，提出了一种新的可持续分析方法开发路径，利用现有的化学信息学工具进行硅片筛选最具前景的绿色溶剂，并对样品前处理程序的绿色度进行评估。此外，据研究人员所知，这是γ-戊内酯（gamma-valerolactone, GVL）首次应用于分析领域。所开发的液相色谱-二极管阵列检测（LC-DAD）方法比文献中报道的其他方法显著更可持续，因为所用材料中超过75%为可持续和可再生材料，废物产生被最小化，并且通过缩短样品处理时间和色谱分析时长使样品分析通量最大化。验证后的方法对芳香族BAs提供了令人满意的回收率，具有良好重复性和足够低的定量限，以满足当前监管和毒理学标准。在辛辣戈尔贡佐拉奶酪中检测到的特别高水平的组胺表明，有必要告知组胺敏感消费者相关风险，并使他们能够在市场上找到各种符合其敏感度水平的替代奶酪，类似于为麸质不耐受人群所制定的标签规则。为此，所开发的方法为监测奶酪保质期内问题BAs的浓度提供了一种便利且可持续的选择，确保消费者安全、企业遵守良好生产规范以及分销商适当储存。
**论文解读：绿色分析方法开发应用于戈尔贡佐拉奶酪中生物胺的可持续测定**
**研究背景、存在问题与研究意义**
绿色分析化学（Green Analytical Chemistry, GAC）的核心挑战在于用更安全、可持续的溶剂替代石油基溶剂，并开发整体绿色、适用的分析方法。目前，用于奶酪中生物胺（biogenic amines, BAs）测定的方法存在严重可持续性问题：使用大量有毒溶剂（如甲苯、盐酸）、处理时间长、废物产生多。BAs（特别是组胺和酪胺）是发酵和长期熟化食品中常见的指标物质，高摄入量可能引发中毒反应，但现有法规仅对鱼类中组胺设定限量，奶酪中尚无统一标准。欧洲食品安全局（European Food Safety Authority, EFSA）已呼吁关注奶酪等发酵食品中BAs的潜在风险。因此，亟需一种快速、环境友好、适用于大规模监测的方法，用于评估奶酪中BAs水平，保障消费者安全。本研究首次提出一种结合化学信息学工具的“安全可持续设计”方法，用于筛选绿色溶剂和评估样品前处理绿色度，并以戈尔贡佐拉奶酪中BAs测定为目标，开发了更可持续的LC-DAD方法。该研究填补了文献空白，并首次将γ-戊内酯（gamma-valerolactone, GVL）用于分析化学。相关成果发表在《Green Analytical Chemistry》。
**主要关键技术方法**
研究人员采用以下关键技术方法：（1）**AGREEprep度量**：用于评估样品前处理程序的绿色度，识别参考方法的不足之处；（2）**绿色溶剂选择工具**：结合Hansen溶解度参数理论和GSK溶剂可持续性排名，通过硅片筛选最佳替代溶剂；（3）**超声辅助萃取**（Ultrasound-Assisted Extraction, UAE）：使用绿色溶剂GVL从奶酪基质中提取BAs；（4）**液相色谱-二极管阵列检测**（LC-DAD）：分离、鉴定衍生化后的BAs；（5）**样品来源**：意大利罗马超市购买的戈尔贡佐拉奶酪（甜味“Dolce”和辛辣味“Piccante”，具有原产地保护标志PDO），以及过期样品。
**研究结果**
**3.1 方法开发**
通过AGREEprep评估参考方法，发现其绿色度评分仅0.14，关键不足包括使用有害材料（HCl、甲苯）、非可再生溶剂、废物多、样品通量低。利用绿色溶剂选择工具，筛选出乙酸异戊酯（isoamyl acetate）替代甲苯用于净化步骤，并选定GVL作为提取溶剂，因其对组胺和酪胺的提取效率最高。通过优化溶剂/样品比、超声时间与温度、衍生化试剂浓度及样品量，最终确定：1 g样品、1 mL GVL、5 min超声（50°C）、3 mg/mL DNS-Cl（丹磺酰氯）衍生（60°C, 15 min）、乙酸异戊酯净化。新方法将样品处理时间从>60 min降至约10 min，废物显著减少。
**3.2 方法验证**
采用基质匹配校准，在6个浓度水平（n=6）建立校准曲线，决定系数（R2）均>0.966。检测限（LOD）和定量限（LOQ）范围分别为2.9–35.2 μg/g和5.6–100.6 μg/g。组胺和酪胺的LOQ分别为13.2 μg/g和22.4 μg/g，远低于鱼类中组胺限值（100–200 mg/kg）及建议的奶酪组胺限值（400 mg/kg）。回收率在30.5%–78.7%之间，相对标准偏差（RSD）≤8.1%，满足复杂基质分析要求。
**3.3 真实样品分析**
在新鲜辛辣味戈尔贡佐拉奶酪中检测到高浓度组胺（约998 μg/g），酪胺38.5 μg/g；过期甜味样品中酪胺升至39.6 μg/g，组胺水平较低。结果表明，辛辣品种因成熟期长，BAs积累显著；过期样品中酪胺升高反映后期微生物活动。
**3.4 与文献方法比较**
与现有LC-DAD方法相比，本方法在样品量、溶剂消耗、移动相体积、样品通量（每小时6个样品）及溶剂可再生性方面具有明显优势，但灵敏度略低。研究人员认为，预测的未来奶酪组胺限值（如100 mg/kg）可充分满足，无需以牺牲可持续性为代价追求极端灵敏度。
**3.5 方法可持续性评估**
优化后的AGREEprep绿色度评分从0.14提升至0.53（默认权重）或0.58（自定义权重）。主要改进体现在有害材料、可再生材料使用、样品通量、操作步骤数量、能耗和操作者安全。所用材料中超过75%为可再生来源（GVL和乙酸异戊酯）。
**总结与结论**
研究表明，一种可持续的分析方法不应盲目追求最高性能，而应以“适合目的”为原则，在满足法规要求的前提下最小化废物、能耗和有害物质使用。研究人员采用化学信息学工具（AGREEprep和绿色溶剂选择工具）开发了一种安全可持续设计的LC-DAD方法，用于戈尔贡佐拉奶酪中BAs的测定。该方法成功应用于真实样品，检测到高组胺水平，引发了关于保护传统PDO产品与健康警示之间平衡的思考。建议引入“极低组胺”标签，仿照麸质标签做法，允许组胺敏感消费者选择合适产品。本方法为奶酪中BAs的常规监测提供了一种高效、可持续的工具，有助于保障消费者安全、促进生产与贮藏的合规性。
