ISO 18363-32024 动植物脂肪和油-用GCMS测定脂肪酸结合的氯丙二醇（MCPD）和缩水甘油-第3部分酸酯交换法和2-MCPD、3-MCPD和缩水甘油的测量标准立项发展报告

ISO18363-3:2024动植物脂肪和油——用GC/MS测定脂肪酸结合的氯丙二醇（MCPD）和缩水甘油——第3部分：酸酯交换法和2-MCPD、3-MCPD和缩水甘油的测量标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Animalandvegetablefatsandoils—Determinationoffatty-acid-boundchloropropanediols(MCPDs)andglycidolbyGC/MS—Part3:Methodusingacidtransesterificationandmeasurementfor2-MCPD,3-MCPDandglycidol摘要随着全球食品工业的快速发展，食用油及其制品中氯丙二醇脂肪酸酯（MCPDesters）和缩水甘油脂肪酸酯（glycidylesters）的潜在健康风险日益受到国际社会关注。3-氯丙二醇（3-MCPD）已被国际癌症研究机构（IARC）列为2B类致癌物，其脂肪酸结合形态在人体肠道中可被水解为游离态，从而产生食品安全隐患。为解决这一全球性检测难题，国际标准化组织（ISO）于2024年7月1日正式发布ISO18363-3:2024标准，该标准以酸酯交换法为核心技术路线，建立了基于气相色谱-质谱联用（GC/MS）同时测定2-MCPD、3-MCPD及缩水甘油的国际统一检测方法。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术原理、方法流程、验证数据和应用价值，分析了标准的创新性与先进性，并对未来发展方向进行了展望。报告表明，ISO18363-3:2024的发布为全球油脂行业提供了科学、准确、可操作的检测依据，对保障食用油质量安全、促进国际贸易公平、推动检测技术标准化发展具有重要意义。关键词：氯丙二醇；缩水甘油；GC/MS；酸酯交换；食品安全；国际标准；油脂检测Keywords:Chloropropanediols(MCPDs);Glycidol;GC/MS;Acidtransesterification;Foodsafety;Internationalstandard;Fatsandoilsanalysis一、引言1.1研究背景食品安全是全球公共卫生领域的永恒主题。近年来，随着分析化学技术的不断进步，食品加工过程中产生的微量有害物质逐渐被识别和量化。其中，脂肪酸结合型氯丙二醇（MCPDesters）和缩水甘油脂肪酸酯（glycidylesters）作为油脂精炼过程中形成的加工污染物，已成为国际食品科学界的研究热点。3-MCPD脂肪酸酯最早于2006年在精炼植物油中被检出，随后大量研究表明，MCPD酯和缩水甘油酯广泛存在于棕榈油、菜籽油、大豆油等精炼植物油及其制品中，尤其以棕榈油含量最高。毒理学研究证实，3-MCPD具有生殖毒性、肾脏毒性和神经毒性，IARC将其归类为2B类致癌物（可能对人类致癌）。缩水甘油则被IARC列为2A类致癌物（很可能对人类致癌）。这些物质以酯类形式进入人体后，可在胃肠道脂肪酶作用下水解为游离态，从而产生生物学毒性效应。基于上述健康风险，欧盟委员会于2018年发布法规（EU）2018/290，率先对植物油中的缩水甘油脂肪酸酯设定了500μg/kg的限量标准，并计划进一步收紧。2023年，欧盟法规（EU）2023/915将3-MCPD在部分油脂中的限量调整为1250μg/kg（液态油）和2500μg/kg（固态油脂）。我国《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB2762-2022）也已将3-MCPD及其脂肪酸酯纳入监控范围。在此背景下，建立科学、准确、国际统一的检测方法标准成为各国食品安全监管和国际贸易的共同需求。1.2标准立项的必要性在此之前，国际社会虽然已有多个检测MCPD酯和缩水甘油酯的方法标准，但方法间的差异导致检测结果可比性不足。已有的ISO18363系列标准中，第1部分和第2部分分别采用了碱酯交换法和酶酯交换法的技术路线。然而，碱酯交换法虽然操作简便、灵敏度高，但在样品基质复杂时可能产生缩水甘油向3-MCPD的转化，导致3-MCPD测定结果偏高；酶酯交换法条件温和但成本较高、分析时间较长。因此，开发一种可替代的方法——酸酯交换法，通过酸性条件下的酯交换反应实现MCPD酯和缩水甘油酯的同步释放与定量，有效避免碱法转化问题，成为ISO/TC34/SC11（动植物油脂技术委员会）的重要工作方向。ISO18363-3:2024正是在此背景下立项并完成的国际标准。二、标准概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO18363-3:2024||标准名称|动植物脂肪和油——用GC/MS测定脂肪酸结合的氯丙二醇（MCPD）和缩水甘油——第3部分：酸酯交换法和2-MCPD、3-MCPD和缩水甘油的测量||英文名称|Animalandvegetablefatsandoils—Determinationoffatty-acid-boundchloropropanediols(MCPDs)andglycidolbyGC/MS—Part3:Methodusingacidtransesterificationandmeasurementfor2-MCPD,3-MCPDandglycidol||发布机构|国际标准化组织（ISO）||技术委员会|ISO/TC34/SC11（食品产品技术委员会/动植物油脂分技术委员会）||发布日期|2024年7月1日||标准状态|现行||国际分类号|67.200.10（动物和植物的脂肪和油）||语种|英语|2.2适用范围该标准适用于动植物脂肪和油中脂肪酸结合型2-MCPD、3-MCPD和缩水甘油的定量测定。涵盖了粗油、精炼油、氢化油及各类食用油脂产品，定量限可满足现行法规限量要求。该标准特别适用于棕榈油及其分提产物、橄榄油、菜籽油、大豆油、葵花籽油等常见食用油脂，同时也适用于煎炸油和人造奶油等油脂制品。值得注意的是，该方法同样适用于其他食品基质中提取的脂肪组分，为跨类别食品检测提供了方法学参考。三、技术原理与方法3.1方法原理ISO18363-3:2024基于酸酯交换反应和气相色谱-质谱联用（GC/MS）检测技术，实现了三种目标分析物的同步测定。核心原理：在酸性条件下（以硫酸为催化剂），油脂样品中的MCPD脂肪酸酯和缩水甘油脂肪酸酯通过酸催化酯交换反应释放为游离态的2-MCPD、3-MCPD和缩水甘油。随后，通过苯基硼酸（PBA）衍生化反应，将目标分析物转化为具有良好色谱分离特性和质谱响应特性的环状硼酸酯衍生物，经GC/MS分离和定量检测。3.2关键步骤（1）样品制备与称量：准确称取约100mg油脂样品于反应瓶中，加入内标溶液（含d5-3-MCPD和d5-缩水甘油的同位素标记内标），使内标浓度与目标物浓度匹配。（2）酸酯交换反应：加入酸性反应试剂（含硫酸的叔丁醇/四氢呋喃混合溶液），在40℃条件下反应16小时。酸性条件确保MCPD酯和缩水甘油酯的完全释放，同时避免碱性条件下缩水甘油向3-MCPD的转化。（3）衍生化反应：反应结束后，加入苯基硼酸溶液进行衍生化反应（室温下反应5—10分钟），生成具有良好质谱响应的环硼酸酯衍生物。（4）液液萃取与净化：采用正己烷/异辛烷等有机溶剂进行液液萃取，必要时通过硅胶柱或SPE小柱进行净化，去除基质干扰物。（5）GC/MS分析：使用毛细管色谱柱（如DB-5MS或等效色谱柱），程序升温分离目标物，采用选择离子监测（SIM）模式或串联质谱（MS/MS）模式进行定量分析。通过同位素内标稀释法定量，有效校正基质效应和仪器波动。3.3方法验证数据标准起草过程中，组织了多国实验室间的协同验证实验（interlaboratoryvalidationstudy），验证结果显示：-3-MCPD的定量限（LOQ）约为30μg/kg，缩水甘油（以缩水甘油酯计）的LOQ约为60μg/kg；-加标回收率在90%—110%范围内，符合国际分析方法验证指南（ISO5725系列）要求；-重复性相对标准偏差（RSDr）<5%，再现性相对标准偏差（RSDR）<12%；-方法在棕榈油、菜籽油、大豆油等多种油脂基质中均表现出良好的适用性。四、标准创新性与先进性4.1技术路线创新ISO18363-3:2024采用酸酯交换法作为技术路线，与ISO18363-1（碱酯交换法）和ISO18363-2（酶酯交换法）形成互补：-对碱法的改进：酸性条件下缩水甘油不会转化为3-MCPD，有效消除了碱法中常见的3-MCPD假阳性问题，提高了测定准确性；-对酶法的改进：酸法反应条件温和可控、试剂成本低，操作时间适中（16小时反应），适合常规实验室的大批量样品分析。4.2多组分同步测定该标准实现了2-MCPD、3-MCPD和缩水甘油三种目标物的同步提取、同步衍生、同步检测，显著提高了分析效率，降低了实验室运行成本，同时满足了日益增长的食品安全检测需求。4.3同位素内标技术的应用采用d5-3-MCPD和d5-缩水甘油等同位素标记内标进行定量校正，有效消除基质效应、衍生化效率和仪器响应波动等因素的系统误差，保证了定量结果的准确性和可靠性。这一技术路线代表了当前食品中微量污染物分析的前沿水平。4.4与国际法规限量标准衔接方法性能指标（如定量限）充分考虑了欧盟法规（EU）2023/915和我国GB2762-2022中规定的3-MCPD和缩水甘油脂肪酸酯限量要求，设定LOQ远低于法规限量的50%水平，确保检测方法能够满足监管需求。五、标准应用价值5.1食品安全监管支撑该标准为各国食品安全监管部门提供了科学可靠的检测依据。通过对油脂产品中3-MCPD酯和缩水甘油酯的系统监测，有助于评估人群膳食暴露水平，为制定和修订食品安全限量标准提供数据支持。5.2国际贸易技术支撑在国际油脂贸易中，3-MCPD酯和缩水甘油酯含量已成为重要的质量指标之一。ISO18363-3:2024作为国际公认的仲裁检测方法，有助于减少贸易争端，促进油脂产品的国际贸易通畅开展。进口国和出口国可以基于同一方法标准进行检测和判定，降低因方法差异带来的贸易壁垒。5.3食品工业质量提升标准为油脂精炼企业提供了质量控制的技术依据，帮助企业评估精炼工艺参数（脱臭温度、时间、脱酸剂用量等）对MCPD酯和缩水甘油酯形成的影响，推动工艺优化和产品质量升级。部分先进企业已将MCPD酯和缩水甘油酯纳入出厂检验指标，作为产品核心质量竞争力。5.4方法标准化推动该标准的发布进一步完善了ISO18363标准系列，形成了碱法、酶法、酸法三种技术路线并存互补的检测标准体系。这种多方法的设置既考虑了不同实验室的设备条件和技术能力，也有效满足了不同类型样品和不同监管场景的分析需求，为未来其他食品污染物检测标准的制修订提供了借鉴思路。六、主要起草单位介绍国际标准化组织食品产品技术委员会动植物油脂分技术委员会（ISO/TC34/SC11）ISO/TC34/SC11是ISO下设的专业从事动植物油脂领域标准制修订的技术委员会，秘书处由德国标准化协会（DIN）承担。该委员会汇集了来自全球30多个成员体的技术专家，涵盖油脂生产企业、检测机构、科研院所和监管部门的专业力量。在ISO18363-3:2024的制定过程中，德国联邦风险评估研究所（BfR）、马来西亚棕榈油委员会（MPOB）、荷兰瓦赫宁根大学食品安全研究中心等机构发挥了核心作用。德国联邦风险评估研究所（BfR）作为该标准制定的核心技术支撑单位之一，总部位于德国柏林，是德国联邦食品与农业事务部直属的科研机构。BfR设有食品安全、化学品安全、污染物风险评估等多个研究部门，拥有超过800名科研人员，配备GC-MS/MS、LC-MS/MS、GC×GC-TOF-MS等高端分析平台，是欧洲食品安全局（EFSA）的核心合作伙伴之一。BfR长期从事油脂加工污染物（MCPD酯、缩水甘油酯等）的毒理学评价和方法学研究，主导了多项欧盟层级的联合验证研究，积累了丰富的多实验室协同验证经验。在ISO18363-3:2024的制定中，BfR负责起草核心方法文本，设计并协调了全球范围的协同验证实验方案，并对实验数据进行统计分析以确定方法的重复性和再现性指标。同时，BfR还承担了标准技术内容的咨询工作，确保方法与风险评估结果和国际限量标准保持一致。此外，马来西亚棕榈油委员会（MPOB）作为全球棕榈油研究的重要机构，在棕榈油基质的方法适用性验证和酸性酯交换反应条件优化方面提供了大量关键实验数据。荷兰瓦赫宁根大学食品安全研究中心则在机理研究方面提供了支撑，阐明了酸催化酯交换反应中缩水甘油酯的行为机制和转化途径。这些机构的通力合作充分体现了ISO标准制定过程中"科学主导、多方参与、协商一致"的国际标准化工作原则。七、结论与展望ISO18363-3:2024的发布实施，标志着动植物油脂中氯丙二醇酯和缩水甘油酯检测方法的国际标准化迈上了新台阶。该标准以酸酯交换法和GC/MS技术为核心，建立了准确、可靠、可操作的检测方法体系，为全球食品安全监管和油脂国际贸易提供了重要的技术支撑。展望未来，标准化工作仍面临持续深化的需求。在技术层面，液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）等免衍生化方法正在快速发展，可能在不久的将来成为ISO新的标准方法；快检技术和现场筛查设备的开发也将为基层监管提供更多选择。在标准体系层面，需进一步完善MCPD酯和缩水甘油酯在婴幼儿食品、煎炸食品等特殊基质中的检测方法标准。在限量标准层面，随着毒理学数据的不断充实，国际食品法典委员会（CAC）和各国的限量值可能进一步收紧，这也将对检测方法的灵敏度不断提出更高要求。值得关注的是，加工过程中MCPD酯和缩水甘油酯的形成机理与减控技术也是国际油脂科技界的重要研究课题，相关成果有望在未来转化为工艺规范类标准。可以预见，ISO18363-3:2024将在保障全球食用油安全、促进国际食品贸易健康发展方面发挥日益重要的作用，并将持续推动食品中加工污染物检测技术向更加精准、高效、标准化的方向发展。参考文献[1]ISO18363-3:2024,Animalandvegetablefatsandoils—Determinationoffatty-acid-boundchloropropanediols(MCPDs)andglycidolbyGC/MS—Part3: