10.2.5 기체크로마토그래프/질량분석법(Gas chromatography/Mass spectrometry)

가. 시험법 적용범위

식육, 난분 등 지방함유 식품에 적용한다.

나. 분석원리

기체크로마토그래프/질량분석법(Gas chromatography/ Mass spectrometry)은 지방질 식품에서 조사처리로 생성된 탄화수소(원래의 지방산보다 탄소수가 1개 적거나, 2개 적으면서 첫 번째 탄소위치에 새로운 이중결합을 가진 탄화수소)를 측정하여 조사처리 여부를 판정하는 방법이다.

다. 장치

1) 기체크로마토그래프 ․ 질량분석기(GC/MS)

2) 분쇄기

3) 원심분리기

4) 감압회전농축기

라. 시약 및 시액

1) 탄화수소 표준용액 : 탄화수소 표준품 [1-테트라데센 (C
14:1), 펜타데칸 (C 15:0), 1-헥사데센 (C 16:1), 헵타데칸 (C 17:0), 8-헵타데센 (C 17:1), 1,7-헥사데카디엔 (C 16:2)]을 헥산에 녹여 4 ㎍/mL가 되게 한다.

2)내부표준용액 : n-에이코산 표준품(n-eicosane, C
20:0)을 헥산에 녹여 4 ㎍/mL가 되게 한다.

3) 정제컬럼 : Florisil을 충진한 유리칼럼, Florisil SPE 카트리지(충진제 : Florisil 10 g, 용량 : 35 mL) 또는 이와 동등한 것

가) 유리칼럼에 Florisil을 충진하는 방법 : Florisil(60～100 mesh)을 550℃에서 5시간 이상 태워 상온에서 식힌 후 3% 물(물 3 g/ Florisil 100 g)을 가한 뒤 균질화하고 이를 12시간 이상 방치 후 불활성화시킨다. 불활성화 시킨 Florisil 20～25 g을 유리 칼럼(20 ㎜ × 200 ㎜)에 충진시켜 사용한다.

4) 헥산 : HPLC용 또는 이와 동등한 것

마. 시험용액의 조제

1) 지방추출

가) 열처리 추출법

검체(식육 등)에서 지방이 많은 부위를 취하여 균질화시킨 후 50 g을 100 mL 원심분리용 유리관에 담고 50°C의 수조에서 가열한다. 이때 소량의 물(2～5 mL)을 첨가하면 물과 지방이 쉽게 분리된다. 지방이 완전히 녹을 때까지 유리막대로 잘 저어준 다음 물과 지방을 분리하기 위하여 원심분리(900G, 10분)하고 물층이 혼입되지 않도록 상층액을 취한다. 만약에 추출한 지방이 적을 때는 검체를 유리막대로 저은 다음 원심분리하여 위와 동일한 방법으로 추출하여 지방을 얻는다.

나) 용매 추출법

검체(건조식육 등) 60 g에 무수황산나트륨 70 g을 첨가하여 분쇄하고 헥산 300 mL을 가하여 잘 혼합한 후 원심분리(900G, 5분) 한다. 원심분리 후 상층액을 취하여 감압농축기로 농축(40℃, 335 mbar)하여 지방을 얻는다. 만약에 추출한 지방이 적을 때는 헥산 100 mL를 가한 후 위와 동일한 방법으로 추출하여 지방을 추가로 얻는다.

2) 탄화수소의 분리 정제

가) Florisil 칼럼 정제 : 추출한 지방 1 g에 내부표준용액 1 mL를 첨가하여 Florisil 유리칼럼에 가한다. 헥산 60 mL를 사용하여 3 mL/분의 유속으로 용출시켜 2 mL가 될 때까지 감압농축기로 농축한(40℃, 335 mbar) 후 0.5 mL까지 질소로 농축하여 기체크로마토그래프의 시험용액으로 한다.

나) SPE 카트리지 정제 : 추출한 지방 1 g에 내부표준용액 1 mL를 첨가하여 헥산으로 활성화시킨 Florisil SPE 카트리지에 가한다. 헥산 30 mL를 사용하여 2 mL가 될 때까지 회전농축기로 농축한(40℃, 335 mbar) 후 0.5 mL까지 질소로 농축하여 기체크로마토그래프의 시험용액으로 한다.

바. 시험조작

1) 기체크로마토그래프의 측정조건

가) 칼럼 : DB-5column(30 m×0.32 ㎜ ID, 0.25 ㎛) 또는 이와 동등한 것

나) 주입부 : split ratio 1:20, 250℃

다) 운반기체(carrier gas) 및 유량 : 헬륨, 1.0 mL/min.

라) 오븐온도 : 60°C 에서 25°C/min 속도로 170°C 까지 승온하고, 2°C/min속도로 205°C 까지 승온하며, 10°C/min 속도로 270°C 까지 승온한다.

마) 이온화방식 : Electron impact

바) 이온화에너지: 70 eV

사) 분석할 분자량 범위: 40-350

사. 정성시험

탄화수소는 크로마토그램상(total ionization chromatogram)에 분리된 각 피크와 표준물질 [1-테트라데센 (C14:1), 펜타데칸 (C
15:0), 1-헥사데센 (C 16:1), 헵타데칸 (C 17:0), 8-헵타데센 (C 17:1), 1,7-헥사데카디엔 (C 16:2)]의 머무름 시간(retention time)과 질량스펙트럼(mass spectrum)을 비교하여 확인한다.

아. 판정

지방을 조사처리하면 2 가지 형태의 탄화수소 (Cn-1탄화수소와 Cn-2:1탄화수소)가 생성되는데 이들의 존재여부로서 조사처리 여부를 판단하며, 식육 등의 경우 검지마커인 8-heptadecene (C17:1), 1,7-hexadecadiene (C
16:2)이 존재하면, 난분의 경우 1,7-hexadecadiene (C 16:2)이 존재하면 조사처리된 것으로 판단한다.