《Journal of Chromatography A》：Dispersive Solid-Phase Extraction Method Based on Pretreated Pine Pollen for Sensitive UPLC-MS/MS Determination of 13 Heterocyclic Amines in Sesame Oils
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芝麻油中13种杂环胺（HCAs）的快速检测方法开发及验证。采用预处理黄曲子花粉作为固相萃取吸附剂，结合超高效液相色谱-串联质谱技术，系统优化了吸附剂类型、用量、洗脱溶剂等关键参数。该方法展现出优异的线性关系（R2≥0.9984）、回收率（64.2%-99.4%）及低检出限（0.02-0.83 μg/kg），为复杂基质食品中HCAs检测提供了高效环保的新策略。
作者：纪宝成、王彦新、马莉、张梦伟、刘玉萌、徐旭、李军光、李凯、赵殿波、白彦红
中国河南省郑州市郑州轻工业学院食品与生物工程学院
摘要
本文开发了一种快速、便捷且高效的分散固相萃取方法，该方法结合了超高效液相色谱-串联质谱技术以及预处理过的松花粉，用于芝麻油中13种杂环胺（HCAs）的灵敏定量分析。系统优化了关键参数，包括吸附剂类型和用量、吸附模式和时间、洗涤剂用量、洗脱剂添加物和体积以及洗脱循环次数，以评估这些因素对HCAs回收率的影响。该方法对所有13种HCAs均表现出良好的分析性能：线性关系显著（决定系数R2 ≥ 0.998），回收率在64.2%–99.4%之间，日内和日间精密度均可接受（相对标准偏差≤10.4%），检测限和定量限分别为0.02–0.83 μg/kg和0.07–2.70 μg/kg。该方法的优点包括操作快速、简单、成本低廉且有机溶剂使用量少，具有在复杂食品基质中准确分析HCAs的巨大潜力。
引言
烘焙是植物油生产中的关键步骤。在高温短时间（温度超过200°C，持续20–40分钟）的烘焙过程中，会发生复杂的化学变化，如美拉德反应和脂质氧化，这些变化对植物油特有风味的形成至关重要[1,2]。然而，这种热处理同时会产生潜在有害的化合物，包括杂环胺（HCAs）[3]；这些化合物威胁着油品的安全性，并对健康构成显著风险；长期摄入可能导致细胞功能障碍，引发多种病理状况，同时也表现出致畸性和致癌性[3]。HCAs是通过蛋白质、氨基酸和肌酸在高温烹饪过程中的热降解产生的[4,5]。目前已鉴定出30多种HCAs，主要分为两大结构类别：氨基咪唑氮杂芳烃和氨基咔啉类。目前关于HCAs的研究主要集中在肉类产品中的形成机制及其抑制方法[6]。然而，可食用植物油（尤其是泸州风味品种）在加工过程中也容易产生HCAs，但相关研究较少。杜等人记录了培根煎炸后剩余食用油（花生油、玉米油、菜籽油、葵花籽油和大豆油）中的HCAs浓度为21.0–117.1 μg/kg[7]，这凸显了提高公众对食用油中HCAs暴露相关风险认知的必要性[7]。刘等人研究了HCAs吸附的关键工艺参数[8]，发现吸附剂的类型和数量对吸附效率有显著影响。他们的研究使用经济环保的氯化胆碱及其水共晶溶剂作为萃取剂，成功去除了芝麻油中的β-咔啉类HCAs，总吸附率超过90%，同时保留了芝麻油的原始风味。然而，所需的氯化胆碱用量约为0.5 g/g，大量吸附剂的使用给吸附和分离过程带来了负担。此外，使用水共晶溶剂进行吸附需要加水，可能会影响芝麻油的压榨过程。因此，开发高效、天然、安全的HCAs检测吸附剂成为新的研究方向。
松花粉是一种天然存在的种子植物微孢子，能够产生雄性配子以促进授粉。由于其独特的官能团，它具有很强的极性化合物吸附能力[9]。卢等人利用松花粉作为亲水性固相萃取（SPE）吸附剂，成功检测了水果和蔬菜基质中的16种植物生长调节剂[10]。松花粉颗粒表现出良好的吸附性能和低成本，使其成为分离和纯化其他极性分析物的潜在候选材料。傅里叶变换红外光谱分析显示，松花粉中含有与不饱和键和醚键相连的羧酸基团，表明其可作为亲水性极性吸附剂[11–16]。松花粉作为最常见且易于获得的孢子，具有成本效益高、单花来源、纯度高、成分稳定以及无农药残留和动物激素等优点。其颗粒大小约为几十微米，与传统SPE吸附剂相当[17–21]。与纳米材料及其磁性复合材料的复杂合成和涂层过程相比，松花粉吸附剂的制备仅需简单的溶剂萃取步骤，具有显著的材料易得性和实用性优势[22,23]。
因此，本研究采用预处理过的松花粉作为吸附剂，开发并验证了一种用于检测食用油中HCAs的方法。通过系统优化样品预处理阶段的吸附和洗脱参数，该方法能够准确量化食用油中的HCAs含量，并为降低其含量提供了策略。这一策略有助于减轻食用油消费带来的安全风险，为高质量食用油产业的发展奠定了科学基础。该方法操作简便、效率高，且松花粉的天然来源、高产量和广泛可用性使其在大规模食品安全监测中具有实际应用潜力。此外，其天然属性和低成本使其成为合成吸附剂的理想替代品，符合食品化学领域对可持续分析技术日益增长的需求。
材料与试剂
用于色谱分离的高性能液相色谱级乙腈（ACN）和甲醇（MeOH）购自Thermo Fisher Scientific（美国沃尔瑟姆）。用于流动相优化的甲酸（FA）购自Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.（中国上海），缓冲组分醋酸铵（AA）购自Anpel Laboratory Technologies（中国上海）。pH调节使用氨水。
预处理松花粉的结构表征
通过扫描电子显微镜（SEM）对原始松花粉（图2a–c）和预处理后的松花粉（图2d–f）的表面形态进行了表征。原始松花粉由完整的花粉颗粒组成，两侧对称分布着气囊结构；外壁包裹着一层外层花粉膜，表面有明显的萌发孔，这些特征共同构成了原始松花粉的典型形态。
结论
本研究将预处理过的松花粉作为定制吸附剂与UPLC-MS/MS结合，建立了一种新的分析方法，能够同时定量食用油基质中的13种HCAs。通过系统优化关键参数，该方法在吸附和洗脱方面表现出优异的性能。方法验证结果显示，在校准范围内（1.0–50.0 μg/kg）具有出色的线性（R2 ≥ 0.9984）。检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别低至0.02–0.83 μg/kg和0.07–2.70 μg/kg。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（32202174, 32572702）、河南省重点科技计划（252102410003, 252102320256）以及河南省青年科学家项目（245200810101）的财政支持。
作者贡献声明
纪宝成：撰写、审稿与编辑、资金获取、概念构思。
王彦新：撰写、初稿撰写、方法学设计、实验研究。
马莉：撰写、审稿与编辑、方法验证、软件应用。
张梦伟：方法验证、软件应用。
刘玉萌：软件应用、方法学设计。
徐旭：撰写、审稿与编辑、方法学设计。
李军光：撰写、审稿与编辑、资源协调。
李凯：撰写、审稿与编辑、资源协调。
赵殿波：撰写、审稿与编辑、资源协调。
白彦红：撰写。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
