改进和简化的液相色谱/大气压化学电离化质谱方法分析多种食品中的未衍生化的游离氨基酸

上一篇 / 下一篇  2008-06-17 11:19:40

引言

  按照官能团或“R”基团分类,共有22种氨基酸。22种氨基酸中的8种是必需的,它们是组氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和苏氨酸,即意味着人类必须从饮食中摄取一定的量以保证功能正常。对于食品工业,由于营养标注的需要,氨基酸的测定非常重要。

  一些氨基酸的测定方法基于柱前或柱后衍生化技术,已被证实能够获得很好的结果,但是存在分析时间长或重复性差的缺点。其它用于氨基酸测定的多数方法都涉及氨基酸衍生化之后或之前的UV吸收或荧光官能团检测的色谱分离。尽管这些方法比传统的需要在茚三酮和OPA衍生化后定量的离子交换方法快一些,但仍非常耗时,需要20至75分钟,并且重复性差,难以操作。

  当前的研究目的是:1) 研究用于不同食品中22种游离氨基酸测定的简便、快速、准确和可重复的LC/APCIMS方法;2) 研究一种简单且无需净化的氨基酸水提取法;3) 用窄径柱以较短的运行时间进行筛查和定性定量分析。



实验

  LC/MS实验是用包括二元泵、自动进样器、柱温箱的Agilent 1100系列HPLC系统配上装有大气压化学电离源(APCI)接口的Agilent 1100 MS检测器进行的。

  以选择离子(SIM)模式进行数据采集,接口参数为:干燥气(N2,100 psig)流速4L/分钟,雾化器压力55 psig,干燥气温度320℃,汽化室温度425℃,毛细管电压3千伏,电晕电流8 μA,碰撞诱导解离压力55伏,驻留时间27毫秒。监测到的22种未衍生化的氨基酸离子见表1。


  色谱分离在ZORBAX Bonus-RP窄径(100 mm × 2.1 mm,3.5 μm)色谱柱上进行,以含有0.01 mM乙酸的0.2%甲酸水溶液为流动相在400℃进行等度洗脱,流速为0.2 mL/分钟。

样品分离

  根据样品基质,对样品进行研磨(使用混合器,网眼大小2 mm)或混合(使用Ultra Turrax)。干燥样品如婴儿食品、早餐谷类食物和饼干被研细,软样品如西红柿、液体样品如果汁,使用Ultra Turrax混合器混合。每种匀浆样品在样品制备前测定pH值。匀浆后的样品置高密度聚乙烯瓶中加盖塑料旋盖在-20℃保存。称取研细或匀浆样品(鲜重1 g)至10 mL具塞离心管中。用涡流混合器混合2分钟,混合物在-5℃以5,000转离心5分钟。取上清液,定量转移至样品瓶中,如顶部有油层,则应避开油层。在进行LC/MS分析前将上清液用0.45-μm尼龙注射式滤过的过滤。

结果与讨论

质谱碎片和色谱条件优化

  在两种模式下碎片谱图可重现,对单个质荷比碎片可进行定量。分别将55、70和100 V源内碰撞诱导电离用于所有氨基酸,发现优化条件是55 V和正极性。使用优化的MS参数,所有最大丰度的碎片均出现。在此正离子APCI条件下,SIM-MS分析显示出众的定性和定量条件,整个运行时间在7.5分钟以内。

专属性

  质谱检测方法具有对洗脱化合物给出结构信息的优点。此外,共洗脱的化合物能够通过选择监测不同的质荷比离子达到分离。在本次研究中,使用了一种简便、快速而且经济的样品制备方法。通过使用0.2 mM乙酸溶液提取,溶解在水中的胶体(淀粉)在离心时同时沉淀。如果食品样品含有脂肪,低温离心能够将其分离。图1显示同一次进样中得到的青豌豆中22种氨基酸的特征质荷比离子MS信号。



食品样品

  本项研究中,分析了22种食品样品的氨基酸含量。食品类别包括婴儿食品、蔬菜、水果、果汁、坚果、葡萄酒、啤酒、牛奶、鸡肉和蜂蜜。每种食品的氨基酸平均含量见表2。


  每种食品中氨基酸的含量有很大差异。氨基酸含量的差异可能源于配方组成的差异和/或处理条件的差异。同时蛋白质成分能够增大食品中游离氨基酸组成的轻微差别。提取前测定了样品的pH值,果汁、啤酒和葡萄酒的pH值为2-3;西红柿的pH值约为4;豌豆的pH值约为6;牛奶的pH值约为7。众所周知,氨基酸的测定在许多领域都是极为重要的,例如:
  1) 从氨基酸的含量比例确定蜂蜜的地域来源
  2) 对婴儿第一个月的营养分析,如是否补充足够数量和质量的氨基酸以满足如此重要阶段的需要
  3) 一些重要的游离氨基酸,如天门冬酰胺、谷氨酰胺、天门冬氨酸和谷氨酸,在许多产品中是丙烯酰胺的重要前体

结论

  本次研究开发了一种用以测定食品中的22种游离氨基酸的简便、可靠和快速的LC/MS方法。该方法可广泛应用于多种食品。我们的目标是对阳性模式下表现出灵敏度的未衍生氨基酸进行单次运行LC/MPCI-MS分析,并且加以改进,通过使用较酸性LC/MS流动相达到了非常短的运行时间,仅需大约7.5分钟。从样品制备到接下来的色谱运行能在不到25分钟内完成。以前的研究,使用传统液相色谱柱、长时间的提取和净化,以及随后的衍生化分析5份样品预计需要1天时间。而用这种新的简化的快速方法,同样时间可以完成一批20个样品的分析。

 


TAG: 1100安捷伦氨基酸

 

评分:0

我来说两句

显示全部

:loveliness::handshake:victory::funk::time::kiss::call::hug::lol:'(:Q:L;P:$:P:o:@:D:(:)

Open Toolbar