（化学专业论文）食品中多种水溶性维生素的检测与标准物质研制.pdf

l 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：鱼趱 日期：墅i l 丛，1 2 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论 文的规定，甚| j ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单 位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公 布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授 权书。 导师签名： 2 0 f i i 晒2 3 日期：型竺：竺兰! i 学位论文数据集 中图分类号 0 6 5 7 学科分类号 1 5 0 2 5 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 l l1 0 3 6密级否 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称 北京化工大学 作者姓名 田颖 学号 2 0 0 8 0 0 l0 3 6 获学位专业名称分析化学获学位专业代码0 7 0 3 国家质检总局食品安 课题来源研究方向 化学分析与化学计量 全专项 论文题目食品中多种水溶性维生素的检测与标准物质的研制 高效液相色谱，液相色谱串联质谱，同位素稀释质谱，标准物质，维 关键词 生素，奶粉，多维元素片 论文答辩日期 2 0 ll 0 5 1 7 论文类型开发研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名 职称 工作单位学科专长 指导教师杨屹教授北京化工大学分析化学 评阅人l 魏芸 教授 北京化工大学 分析化学 评阅人2吕超教授北京化工大学分析化学 评阅人3 评阅人4 评阅人5 答辩委员会主帘魏芸教授北京化工大学分析化学 答辩委员l王志华教授北京化工大学分析化学 答辩委员2汪乐余教授北京化工大学分析化学 答辩委员3李增和副教授北京化工大学分析化学 答辩委员4张普敦副教授北京化工大学分析化学 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在( ( 中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b 厂r1 3 7 4 5 - 9 ) ( 学科分类与代码中查 询。 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 食品中多种水溶性维生素的检测与标准物质的研制 摘要 维生素在人体中扮演至关重要的角色，其存在于食物中并常常作 为营养物质添加于食品中，随着人民生活水平的日益提高，人们对自 身健康的重视程度也越来越高，市场为了迎合人们的这种需求，各种 复合维生素补充剂层出不穷。为了保障人们科学定量摄入这些维生 素，建立快速定性、定量检测维生素的方法对监控食品营养及安全具 有重要的现实意义。 论文针对国内食品中多种维生素同时分离分析方法的不足，分别 研究并确立了利用高效液相色谱法、液相色谱一串联质谱法、同位素 稀释质谱法同时分离检测奶粉及多维元素片中多种维生素的方法，为 食品中维生素的质量控制提供了有力的技术支持。 涉及大众健康领域的标准物质研制是现在世界上各国研究的重 点和热点。而我国在食品领域尤其复杂基体中的维生素标准物质还很 少。应当前国内营养成分检验标准物质市场的需求，本文开展了奶粉 及多维元素片中维生素基体标准物质的研制，并应用高效液相色谱和 液相色谱同位素稀释质谱法对各维生素定值。按照国家一级标准物 质技术规范的要求，对奶粉及多维元素片中相关维生素基体标准物质 进行了均匀性检验、稳定性监测和不确定度评价，结果证明各标准物 质均匀性良好，1 年的稳定性监测结果表明，各标准物质符合国家一 级标准物质研制技术要求。维生素基体标准物质的研制，填补了国内 。 t t t 食品营养检测领域补充剂类维生素基体标准物质的空白；可用于维生 素成分分析的质量控制，也可用于分析方法的验证和实验室分析能力 考核。 关键词：高效液相色谱，液相色谱一串联质谱，同位素稀释质谱，标 准物质，维生素，奶粉，多维元素片 i v s i m u l t a n e o u sd e t e r m i n a t i o no fw a t e i - s o l u b l ev i t a m i n si n f o o ds a m p l e sa n dd e v e l o p m e n to fr e i a t i v er e f e r e n c e m a t e r l a l s a b s t r a c t v i t a m i n sa r eas t r u c t u r a l l yh e t e r o g e n e o u sg r o u po fe s s e n t i a lf o o d c o n s t i t l l e n t st h a ta r er e q u i r e di ns m a u 锄o u n t sf o rn o n l l a lg r o 、玑ha n d m a i n t e n a n c eo fh u m a nh e a l t h d i f f e r e n th n d so fv i t a m i ne n r i c h e d p r o d u c t sh a v eb e e nc o m m e r c i a l i z e da n dt h es i m u l t a n e o u sd e t e m i n a t i o n o fv i t a m i n si nt h o s ep i o d u c t si sn e e d e d i nt h i st h e s i s ，t h ea n a l y t i c a lm e t h o d sf o rv i t a m i n si nm i l kp o w d e r a n dm u l t i v i t a m i nt a b l e t sw e r ei n v e s t i g a t e d s y s t e m a t i c a l l yb yh p l c ， l c m s m sa n di d m s 1 1 1 ee s t a b l i s h e dm e t h o d sp r o v i d e d s t r o n g t e c h n i q u es u p p o r tf o rt h eq u a l i t yc o n t r o lo f v i t a m i n s n o wt h ed e v e l o p m e n to fr e f e r e n c em a t e r i a l sr e l a t e dt op u b l i ch e a l t h i sap r i o r i t ya n di n t e r e s t e da l lo v e rt h ew o r l d t h er e f e r e n c em a t e r i a l si n f o o df i e l d ，e s p e c i a l l yv i t a m i n so fc o m p l e xm a t r i xa r ei n s u 衔c i e n ti no u r c o u n t r y t h ep r q e c ti nt h i st h e s i sd e v e l o p e ds e r i e so fr e f e r e n c em a t e 打a l s f o rv i t 锄i n sc o n t r o li nf o o da n dr e l a t e dp r o d u c t s t h ev i t a m i n si n v r e f e r e n c e m a t e r i a l sw e r ed e t e m i n e d b yh i g hp e r f o r m a n c e l i q u i d c h r o m a t o g r a p h y ( h p l c ) a n dl i q u i dc h r o m a t o g r a p h yi s o t o p ed i l u t i o nm a s s s p e c t r o m e t 拶( l c i d m s ) a c c o r d i n gt oc r i t e r i o no f t h en a t i o n a lf i r s tc l a s s s t a n d a r dr e f e r e n c em a t e r i a lr e s e a r c h t e c h n o l o g y ， t h e h o m o g e n e i t y ， s t a b i l i t y a n du n c e r t a i n t yw e r e i n v e s t i g a t e dr e s p e c t i v e l y t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h eu n i f o n n i t yo ft h er e f e r e n c em a t e r i a l sw e r es a t i s f a c t o w t h eo n e - y e a rs t a b i l i t yi n s p e c t i o no ft h er e f e r e n c em a t e r i a l ss h o w e dt h a t t h ep r e p a r e dm e t h o d sw e r es u i t a b l et ob ea p p l i e da sn a t i o n a lf i r s tc l a s s s t a n d a r dr e f e r e n c em a t e r i a l s t h e s er e f e r e n c em a t e r i a l sc a na l s op r o v i d ea t e c h n i c a ls u p p o r ta n dv a l u et r a c e a b i l i t ya s s u r a n c ef o rt h em e a s u r e m e n t a n dr e s e a r c ho fd i e t e t i c s k e y w o r s ：h p l c ，l c - m s m s ，i d m s ，r e f e r e n c em a t e r i a l ，v i t a m i n ， m i l kp o w d e r ，m u l t i v i t a m i nt a b l e t s v l 目录 第一章绪论l 1 1 维生素检测方法研究的意义1 1 1 1 维生素简介l 1 1 2 水溶性维生素检测的重要性1 1 1 3 水溶性维生素检测的国内外现状l 1 2 维生素基体标准物质研制的意义5 1 2 1 标准物质5 1 2 2 维生素基体标准物质研制的必要性6 1 2 3 维生素基体标准物质研制的国内外现状6 1 3 论文研究的目的及内容。6 1 3 1 多种水溶性维生素的同时分离检测6 1 3 2 维生素基体标准物质的研制7 第二章高效液相色谱法同时测定多维元素片中多种水溶性维生素。9 2 1 仪器与试剂9 2 1 1 实验仪器9 2 1 2 主要试剂9 2 2 维生素的测定方法1 0 2 2 1 色谱条件1o 2 2 2 实验方法1 0 2 3 结果与讨论l o 2 3 1 色谱条件的优化。1 0 2 3 2 标准曲线。l2 2 3 3 精密度实验。1 3 2 3 4 方法的回收率测定1 3 2 3 5 方法验证13 2 3 6 方法的应用1 3 2 4 结论1 4 第三章液相色谱- 串联质谱法同时测定奶粉及多维元素片中多种水溶性维生素 v l i 3 1 仪器与试剂1 5 3 1 1 实验仪器。1 5 3 1 2 主要试剂15 3 2 维生素的测定方法1 6 3 2 1 色谱条件1 6 3 2 2 质谱条件1 6 3 2 3 实验方法1 7 3 2 4 样品预处理17 3 3 结果与讨论1 8 3 3 1 色谱条件的选择1 8 3 3 2 质谱条件的优化1 9 3 3 3 样品预处理条件的优化1 9 3 3 4 水溶性维生素溶液的稳定性实验1 9 3 3 5 标准曲线l9 3 3 6 方法的回收率测定2 0 3 3 7 方法验证2 1 3 3 8 方法的应用2 2 3 4 结论2 2 第四章同位素稀释质谱法同时测定奶粉及多维元素片中多种水溶性维生素2 3 4 1 仪器与试剂2 3 4 1 1 实验仪器2 3 4 1 2 主要试剂2 3 4 2 维生素的测定方法2 3 4 2 1 色谱条件2 3 4 2 2 质谱条件2 4 4 2 3 实验方法2 4 4 3 结果与讨论2 6 4 4 结论2 7 第五章多维元素片中维生素基体标准物质的研究2 9 5 1 仪器与试剂2 9 5 1 1 实验仪器2 9 v i i i 5 1 2 主要试剂2 9 5 2 实验部分2 9 5 2 1 标准物质的原料获得2 9 5 2 2 标准物质的均匀性检验。3 0 5 2 3 标准物质稳定性考察3 0 5 2 4 定值方法3 0 5 2 5 可疑值的剔除3 5 5 2 6 标准物质研制两种定值方法的精密度比较3 5 5 2 7 定值结果不确定度分析3 6 5 3 结果与讨论3 7 5 3 1 定值方式的选择3 7 5 3 2 定值方法的选择与方法验证3 8 5 3 3 样品前处理方法的选择3 8 5 3 4 均匀性检验3 8 5 3 5 稳定性考察3 9 5 3 6 样品测定。3 9 5 3 7 可疑值剔除4 0 5 3 8 两种方法的精密度比较。4 1 5 3 9 不确定度评定4 l 5 3 1 0 维生素b l 定值结果4 2 5 3 1 l 最小取样量试验4 3 5 3 1 2 多维元素片中各维生素定值结果4 3 5 3 1 3 标准物质试用结果4 3 5 4 结论4 3 第六章奶粉中维生素基体标准物质的研究4 5 6 1 仪器与试剂4 5 6 1 1 实验仪器4 5 6 1 2 主要试剂4 5 6 2 实验部分4 5 6 2 1 标准物质的原料获得。4 5 6 2 2 标准物质的均匀性检验4 5 6 2 3 标准物质稳定性考察4 5 6 2 4 定值方法4 6 6 2 5 可疑值的剔除5 0 6 2 6 标准物质研制两种定值方法的精密度比较5 0 6 2 7 定值结果不确定度分析。5 0 6 3 结果与讨论5 0 6 3 1 均匀性检验5 0 6 3 2 稳定性考察5 1 6 3 3 方法验证5 l 6 3 4 样品测定5 1 6 3 5 可疑值剔除5 2 6 3 6 两种方法的精密度比较。5 3 6 3 7 不确定度评定5 3 6 3 8 维生素b 6 定值结果5 5 6 3 9 最小取样量试验5 5 6 3 1 0 奶粉中各维生素定值结果5 5 6 3 1 1 标准物质试用结果5 5 6 4 结论5 5 第七章结论。5 7 参考文献5 9 致谢。 攻读学位期间发表及接收的学术论文6 5 作者及导师简介6 7 x c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n c o n t e n t 1 1 1 1 1 es i 印i f i c a n c eo f d e t e n i l i n a t i o nm e t h o d ss t u d yf o rv i t 锄i 1 1 1 1 1 1r e v i e wo fv i t a m i n s l 1 1 2t l l es i 驴i f i c 觚c eo f d e t e n l l i n a t i o nf o rw a t * s o l u b l ev i t 锄i n s l 1 1 3o v e i v i e wo f i e l a t e dr e s e a r c h 1 1 2t h es i 鲥f i c a n c eo ft h ed e v e l o p m e n to fv i t a m i nr e f e 】舰c em a t e r i a l si nm a t r i x5 1 2 1r e f 打e n c em a t 甜a l 5 1 2 2n e c e s s i t yo fm ed e v e l o p m e n to fv i t a l t l i i lr e f 湘1 c em a t e r i a j si l lm 嘶x6 1 2 3c u n e n tr e s e a r c ho nv i t 锄i nr e f e r e n c em a t e r i a l s 6 1 3n l r p o s e 锄dc o n t e n to f t i l e l 髂i s 6 1 3 1s i m u l t a n e o u ss 印e r a t i o n 锄dd e t e n ：i l i n a t i o no f w a t * s o l u b l ev i t 锄i n s 6 1 3 2c e r t i f i c a t i o no f v i t a 【i l i nr e f e r e n c em a t e r i a l si nm a t r i x 7 c h a p t e r2s i m u l t a n e o u sd e t e r m i n a t i o no fw a t e r - s o l u b l e “t a m i n si nm u l 廿v i t a m i n t a b i e t sb yh i g hp e r o r m a n c ek q u i dc h l o m a t o g r a p h 9 2 1a p p a r a n l sa n dr e a g e i l t s 9 2 1 1a p p a r a t u s 9 2 1 2r e a g 吼t s 9 2 2c e t i 暑i m i n a t i o nm e t h o d so fv i t a m i n s lo 2 2 1 c h r o m a t o 伊印l l i cc o n d i t i o n s 1 0 2 2 2e x p e r i l n e n t a lm m o d s 1 0 2 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n lo 2 3 1o p t i m i z a t i o no fs 印a u r a t i o nc o n d i t i o n s 一1o 2 3 2c a l i b r a t i o nc u l v e s 1 2 2 3 3p r e c i s i o n l3 2 3 4r e c o v e r yo f t h em e t h o d 1 3 2 3 5m e m o dv a l i d a t i o n l3 2 3 6a p p l i c a t i o n 1 3 2 4c o n c l u s i o n 1 4 ) ( i c h a p t e r3s i m u l t a n e o u sd e t e r m i n a t i o no fw a t e r s o l u b l e 、，i t a m i n si ni i l i l l p o w d e r a n dm u i t i v i t a m i nt a b l e t sb yi i q u mc h r o m a t o g r a p h - t a n d e mm a s ss p e c t r o m e t r y 3 1a p p a r a t u sm l dr e a g e n t s 。1 5 3 1 1a p p a r a t u s 15 3 1 2r e a g e l l t s 1 5 3 2d e t a m i n a t i o nm e m o d so f 们t a m i n s 1 6 3 2 1c l o m a t o 黟印h i cc o n d i t i o n s 1 6 3 2 2m a s ss p e c n o m e t l yc o n d i t i o n s 16 3 2 3e x p 舐m e l l t a lm t h o d s 17 3 2 4p 舳锄饥to f s 锄p l e 1 7 3 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 18 3 3 1o p t i m i z a t o no f t h ec h r o m a t o 伊a p m cc o n d i t i o n s 。1 8 3 3 2o p t i m i z a t o no f m em a s ss p e c 仃o m e t r yc o n d i t i o n s 1 9 3 3 3o p t i m i z a t i o no f s a i 】1 p l ep r e 吮a 臼= i l e n t 1 9 3 3 4s t a b i l i t yt e s to f w a t * s 0 1 u b l ev i t 锄i n s 1 9 3 3 5c a l i b r a t i o nc u r v e s 1 9 3 3 6r o c o v e 眄o f t h em e m o d 。2 0 3 3 7m e m o dv a l i d a t i o n 2 1 3 3 8a p p l i c a t i o n 2 2 3 4c o n c l u s i o n 2 2 c h a p t e r4s i m u l t a n e o u sd e t e r m i l l a t i o no fw a t e r _ s o l u b l e 、，i t a m i n si nm i l kp o w d e r a n dm u l t i v i t a i i l i nt a b i e t sb yi s o t o p ed i l u t i o nm a s ss p e c t r o m e t r y 2 3 4 1a p p a “i t u sa n dr e a g e n t s 2 3 4 1 1a p p a r a m s 2 3 4 1 2r e a g e n t s 2 3 4 2 亡 e t e n n i n a t i o nm e m o d so fv i t a m i n s 2 3 4 2 1c h r o m a t o 黟a p h i cc o n d i t i o n s 2 3 4 2 2m a s ss p e c n o m e n yc o n d i t i o i l s 2 4 4 2 3e x p e r i m e n t a lm t h o d s 2 4 4 3r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 2 6 4 4c o n c l u s i o n 2 7 i c h a p t e r5d e v e l o 5 1a p p a u r a t u s 5 1 1a p p 5 1 2r e a g e n t s 2 9 5 2e x p e r i m e i l t a l 2 9 5 2 1t i l eo b t a i n i n go f r a wr e f 白肌c em a t 丽a j 2 9 5 2 2h o m o 舀m e i t yt e s t 3 0 5 2 3s t a b i l i t yt e s t 3 0 5 2 4c e n i f i c a t i o nm e m o d s 3 0 5 2 5t h er e j e c t i n go fs u s p e c t e dv a l u e 3 5 5 2 6c o m p a r a t i o no fp r e c i s i o nf o rt h et w om e t h o d s 3 5 5 2 7u n c e r t a i n t ye v a l u a t i o n 3 6 5 3r e s u l t sa r l dd i s c u s s i o n 3 7 5 3 1s e l e c t i o no fc e n i f i c a t i o ns y s t e m 3 7 5 3 2s e l e c t i o n 锄dv a l i d a t i o no f c e n i f i c a t i o nm e t l l o d s3 8 5 3 3s e l e c t i o no f s 锄p l ep r e t r e a t m e n t 3 8 5 3 4r e s u l t so f h o m o g e n e i t y 3 8 5 3 5r e s u l t so f s t a b i l i t y 3 9 5 3 6r e s u l t so f v i t 锄i nb li nm u l t i v i t 锄i nt a b l e t s 3 9 5 3 7t h er e j e c t i n go fs u s p e c t e dv a l u e 4 0 5 3 8c o m p a r a t i o no f p r e c i s i o nf o rt h et w om e m o d s 4 l 5 3 9u n c e r t a i n t ye v a l u a t i o n 4 1 5 3 1 0r u s u l t so f c e r t i f i e dv a l u e 4 2 5 - 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3 9m i n i i i l u ms 锄p l em a s st e s t 5 5 6 3 1 0c e r t i f i e dv a l u e sa n du n c e r t a i n t yf o rv i t a m i n si nm i l kp o w d e r 。5 5 6 3 1 lt i 姐n gr e s u l t so f t h er e f e r e n c em a t e a l 5 5 6 4c o n c l u s i o n 5 5 c h a p t e r7 c o n c l u s i o n 5 7 r e f e r e n c e ! ；9 a c k n o w l e d g m e n t 6 3 i u b l i s h e dp a p e r s 。6 5 i n t r o d u c t i o no ft h ea u t h o ra n ds u p e r 、，i s o r 。6 7 x 第一章绪论 第一章绪论 1 1 维生素检测方法研究的意义 1 1 1 维生素简介 维生素是维持人体正常物质代谢和某些特殊生理功能不可缺少的一类低分 子有机化合物，主要参与各