一种检测咖啡豆中5-羟甲基糠醛的方法

本发明属于食品分析，具体涉及一种检测咖啡豆中5-羟甲基糠醛的方法。

背景技术：

1、5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethylfurfural/hmf）是一种在食品热加工或长期贮存过程中，由还原糖通过美拉德反应（maillard reaction）脱水或糖类在酸性条件下发生焦糖化反应（caramelization）而形成的重要副产物。在咖啡豆的烘焙过程中，随着温度的升高及时间的延长，hmf的生成、积累与降解呈现极为复杂的动态变化特征。hmf的含量不仅是监控咖啡烘焙工艺成熟度、烘焙程度以及色泽与风味品质形成的关键工艺标志物，同时作为一种潜在的具有细胞毒性和基因毒性的受热加工危害物，其残留水平也是评估食品安全与健康品质的重要指标。

2、在针对复杂咖啡豆基质（特别是烘焙后的咖啡豆样品）进行hmf的分析检测时，大多现有技术普遍存在以下技术瓶颈：常规hplc-uv/dad法由于缺乏质谱级的高选择性，在应对复杂的高脂、高多酚咖啡基质时极易发生色谱峰重叠与基线漂移，且灵敏度不足，难以监测微观动态演变；gc-ms法则受限于hmf强极性和热不稳定性，需经历耗时、易引入误差的繁琐衍生化前处理，无法满足高通量分析需求。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的至少一种问题，本发明的目的在于提供一种检测咖啡豆中5-羟甲基糠醛的方法。

2、本发明创新性地提供一种基于高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法检测烘焙咖啡豆中hmf的方法，通过特定的前处理净化体系与精准的色谱-质谱联用条件，实现了对复杂高脂基质烘焙咖啡豆中hmf的快速、特异性定性与定量分析。

3、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

4、本发明提供了一种检测咖啡豆中5-羟甲基糠醛的方法，所述方法包括脱脂步骤、溶剂提取步骤、高效液相色谱-质谱联用步骤；

5、所述脱脂步骤包括：将咖啡豆粉末加入到正己烷中，涡旋混匀并离心，弃去正己烷，得到脱脂的咖啡豆粉末。

6、优选地，所述咖啡豆粉末与正己烷的用量比为(0.01-0.3)g:1ml。

7、更优选地，所述咖啡豆粉末与正己烷的用量比为0.01g:1ml、0.02g:1ml、0.03g:1ml、0.04g:1ml、0.05g:1ml、0.06g:1ml、0.07g:1ml、0.08g:1ml、0.09g:1ml、0.10g:1ml、0.11g:1ml、0.12g:1ml、0.13g:1ml、0.14g:1ml、0.15g:1ml、0.16g:1ml、0.17g:1ml、0.18g:1ml、0.19g:1ml、0.20g:1ml、0.21g:1ml、0.22g:1ml、0.23g:1ml、0.24g:1ml、0.25g:1ml、0.26g:1ml、0.27g:1ml、0.28g:1ml、0.29g:1ml、0.30g:1ml中的任一值或任意两值组成的范围。

8、优选地，所述涡旋混匀的时间为4-10min。更优选地，所述涡旋混匀的时间为4、5、6、7、8、9、10min中的任一值或任意两值组成的范围。

9、优选地，所述弃去正己烷的步骤包括：离心后弃去上层的正己烷脱脂液，再通风干燥除去残余的正己烷。

10、优选地，所述溶剂提取步骤包括：将脱脂的咖啡豆粉末加入到乙腈水溶液中，依次进行涡旋和离心后取上清溶液，得到5-羟甲基糠醛提取液。

11、更优选地，所述乙腈水溶液中乙腈的浓度为10%(v/v)。

12、优选地，所述高效液相色谱-质谱联用步骤的色谱条件包括：

13、液相色谱柱采用反相十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱。

14、优选地，所述高效液相色谱-质谱联用步骤的色谱条件包括：

15、流动相a为体积百分比0.1%的甲酸水溶液；流动相b为纯乙腈。

16、优选地，所述高效液相色谱-质谱联用步骤的色谱条件包括：

17、洗脱方式为梯度洗脱，梯度洗脱程序如下：

18、0～2min，a相为95%，b相为5％；

19、2.0～2.1min，a相从95%降为10%，b相从5％升到90%；

20、2.1～3.0min，a相为10%，b相为90%；

21、3.0～3.1min，a相从10%升为95%，b相从95％降到5%；

22、3.1～5.0min，a相为95%，b相为5%。

23、优选地，所述高效液相色谱-质谱联用步骤的色谱条件还包括以下的至少一种：

24、1）柱温：30-50℃；

25、2）进样量：1-5 μl；

26、3）流速：0.2 -0.3 ml/min。

27、本发明采用的高效液相色谱梯度洗脱程序，使目标物hmf在0.92分钟附近即可完成洗脱聚焦并对称出峰；同时在2.0 ~ 3.0分钟内，通过迅速提高有机相比例至90%，将色谱柱内残存的强保留杂质快速冲洗出柱，单次进样分析与柱平衡的总周期严格控制在5.0分钟以内。前处理过程无需进行繁琐的衍生化反应，系统重平衡时间短，极大提升了大批量样品的检测效率。

28、优选地，所述高效液相色谱-质谱联用步骤的质谱采用三重四极杆质谱仪；

29、所述质谱的条件包括以下的至少一种：

30、a）采用电喷雾离子源，正离子模式扫描；

31、b）脱溶剂气的温度为500 ℃；

32、c）离子源温度150℃；

33、d）毛细管电压设定为3.0 kv；

34、e）锥孔气流量设定为50升/小时。

35、本发明通过优化串联质谱的多反应监测通道参数，大幅降低了复杂基质带来的背景化学噪声。

36、优选地，还包括如下步骤：配制对照品溶液和试品溶液，进行高效液相色谱-质谱联用步骤，记录色谱图；采用外标法计算供试品溶液中的5-羟甲基糠醛含量。

37、优选地，所述咖啡豆的品种包括阿拉比卡、罗布斯塔或利比利卡。

38、本发明的有益效果是：

39、本发明建立了一种基于高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法检测烘焙咖啡豆中5-羟甲基糠醛的方法，本发明针对烘焙咖啡豆高脂基质，创新性地在提取初期引入正己烷涡旋脱脂步骤。通过严格的提取前加标对比实验证实，以纯溶剂工作液（峰面积123,510）为基准，采用本发明方案测得样品的总峰面积为3,166,638，扣除固有本底值（3,019,327）后，加标回收的净峰面积响应值为147,311，计算得出实际加标回收率达到119.3%，完全符合痕量残留分析对准确度的要求（80% ~ 120%）。而省略脱脂步骤的常规提取对比例，其总峰面积为2,730,234，扣除未脱脂本底值（2,726,482）后，加标回收的净峰面积仅为3,752，实际加标回收率仅为3.0%。该数据差异科学证实了本发明能高效拦截并移除脂类干扰物，成功解除了电喷雾离子源处的化学背景电荷竞争，实现了方法准确度从3.0%到119.3%的质变。