December 2014
261
ノート
高速液体クロマトグラフ−四重極飛行時間型質量分析計を用いた 飲料中混入物の同定 （平成 26 年 8 月 13 日受理）
宮 本 靖 久 鷲 田 和 人 宇 山 敦 生 望 月 直 樹 * Structure Identification of Contaminants in a Beverage Product by Liquid Chromatography Coupled with Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry Yasuhisa Miyamoto, Kazuto Washida, Atsuo Uyama and Naoki Mochizuki* Research Laboratories for Food Safety Chemistry, Asahi Group Holdings, Ltd.: 1–1–21 Midori, Moriya, Ibaraki 302–0106, Japan; * Corresponding author The contaminants in a beverage product that had been reported to have a strange taste were identified. By comparative analysis with the normal product using liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry（LC-QTOF-MS）, six unknown compounds were detected in the total ion current chromatograms of the product in question. Detailed analysis of the mass spectra and product ion spectra of these compounds strongly suggested that the compounds were capric acid diethanolamide, lauric acid diethanolamide, myristic acid diethanolamide, lauryl dimethylaminoacetic acid, lauryl sulfate, and lauric acid, all of which are surfactants commonly used as ingredients of household detergents and shampoos. We searched commercially available detergent products to check for the presence of these six surfactants, and identified products that might have been intentionally or unintentionally mixed into the beverage product after opening. （Receicved August 13, 2014） Key words: 質量分析 mass spectrometry; 混入物 contaminant; マススペクトル mass spectrum; プロ ダクトイオンスペクトル product ion spectrum; ノンターゲット分析 non-targeted analysis; 化学 構造同定 structure identification; 界面活性剤 surfactant; 洗剤製品 detergent product 緒 言
ての物質の精密質量が得られる．QTOF-MS の特徴とし
食品企業にとって製品への異物，異液混入は食の安全・
て，あらかじめターゲット物質を選択せずに質量データを
安心を脅かす重要な問題である．人為的な薬毒物混入事件
取得し，その中から目的物質の精密質量をもとにイオンを
や意図せぬ混入，および混入した可能性がある消費者から
抽出することができるため，三連四重極質量分析計と比較
の指摘品への対応として，混入の疑いのある化学物質を迅
して物質検出の網羅性が高いと言える．この特徴を利用し
速に同定する手法の開発が求められている．しかしなが
て，食品中の残留農薬や残留動物用医薬品，カビ毒といっ
ら，対象とする化学物質の種類は膨大であり，これらすべ
た多種多様な化学構造を有する化学物質の一斉分析法が報
ての物質をスクリーニングする分析法の開発は困難を極め
告されている 1）∼4）．また，取得されたデータを用いて二者
る．
間比較や多変量解析を行うことで，結果に起因する物質
近年，さまざまな化学物質を網羅的に検出できる高速液
（マーカー）を選別し，その変動を解析することができる
体クロマトグラフ−四重極飛行時間型質量分析計（LC-
ため，容器から食品に移行する可能性がある物質 5）, 6），品
QTOF-MS: liquid chromatograph-quadrupole time-of-
種や原料の差に起因する物質 7）など，あらかじめターゲッ
flight mass spectrometer）を用いた分析法が注目されて
トが決められない物質の分析，すなわちノンターゲット分
いる．LC-QTOF-MS では分析試料は LC によって分離溶
析にも有用な分析手法である．さらに，マーカーとして得
出後，QTOF-MS に導入され，そこでイオン化されたすべ
られたイオンをプレカーサーイオンとして，これを断片化 させたプロダクトイオンスペクトルが得られる．精密質量
* 連絡先 [email protected]
アサヒグループホールディングス株式会社 食の安全研究所： 〒302–0106 城県守谷市緑 1–1–21
から組成式を決定し，プロダクトイオンスペクトルから化 学構造を推定できるため，QTOF-MS は構造未知化合物の 探索に非常に有用な分析装置の 1 つである．
262
食衛誌 Vol. 55, No. 6
今回 LC-QTOF-MS によるノンターゲット分析の評価と
バンテック東洋社製）でろ過し，LC-QTOF-MS へと供し
して，飲料中の混入物解析を行った．混入が疑われた飲料
た． シ ャ ン プ ー な ど 混 濁 し た も の は 水 で 希 釈 後，
（以下「指摘品」と称する）はホテル客室内で販売されて
15,000 rpm×10 分間で遠心分離した上清を上記フィル
いた飲料製品で，消費者より異味の指摘があった．この指
ターでろ過し，分析サンプルとした．
摘品について LC-QTOF-MS を用いたノンターゲット分析
4. 分析条件
を実施し，正常品との比較から指摘品に複数の特徴的な物
HPLC 条件は，分析カラム ACQUITY UPLC BEH C18,
質を検出するとともに，マススペクトルおよびプロダクト
2.1 mm i.d.×100 mm，粒子径 1.7 μm（Waters 社製） ，カ
イオンスペクトルの詳細な解析からこれらの化学構造を明 らかにしたので報告する．
ラム温度 40℃, 移動相 A: 5 mmol/L 酢酸アンモニウム，B: ア セ ト ニ ト リ ル， 移 動 相 グ ラ ジ エ ン ト B％： 5％（0∼
2 min）, 5∼95％（2∼20 min）, 95％（20∼25 min）, 95∼ 実験方法
5％（25∼25.1 min）, 5％（25.1∼30 min）， 分 析 時 間 30
1. 試料および試薬
分，流速 0.2 mL/min, 試料注入量 10 μL で行った．
指摘品と同ロットの飲料製品（正常品）は弊社工場より
QTOF-MS 条件は，エレクトロスプレーイオン化法，ス
入手した．界面活性剤の標準品である 35％ラウリルジメ
キャンタイム 0.1 sec（m/z 80∼1,250），イオンソース電
チルアミノ酢酸，N,N-ジエタノールラウリン酸アミド，
圧 5,500 V ま た は-4,500 V, イ オ ン ソ ー ス 温 度 500℃, In-
ラウリン酸は和光純薬工業より，ラウリル硫酸ナトリウム
formation dependent acquisition（IDA）スキャンタイム
はナカライテスクより購入した．アセトニトリル（LC/
0.025 sec/spectra×20 spectra（m/z 40∼1,250）， コ リ
MS 用）は関東化学より，酢酸アンモニウムは和光純薬工
ジョンエネルギー 35 eV（スプレッド幅±15 eV）で，ポジ
業より購入した．洗剤製品類はホームセンターで購入，ま
ティブモードおよびネガティブモードでマススペクトルと
たは当該ホテルの客室より入手した．
プロダクトイオンスペクトルを同時に取得した．
2. 分析装置
5. データ解析
HPLC は UHPLC Nexera（島津製作所社製），QTOF-MS
クロマトグラム解析，マススペクトル解析および組成式
は TripleTOF5600＋（AB Sciex 社製）を用いた． 3. サンプル前処理法
解析は PeakView ソフトウエア（AB Sciex 社製）を用い た．
分析試料は 0.20 μm PTFE メンブレンフィルター（アド
Fig. 1. Overlaid total ion current chromatograms of the product having a strange taste（pink line）and the normal product （blue line）from LC-QTOF-MS analysis in positive mode（A）and negative mode（B） Lower panels show the zoomed chromatograms of the respective upper panels. Arrows show the peaks specifically detected in the chromatogram of the product having a strange taste. P1–P4 and N1–N4, respectively represent the compound ID of 8 unknown peaks in this study.
Fig. 2. Extracted ion chromatograms（upper）and mass spectra（lower）of 8 ions detected in the product having a strange taste
December 2014 飲料中混入物の化学構造解析 263
264
食衛誌 Vol. 55, No. 6
Fig. 3. The mass spectrum of P2 The elemental composition（C 16H 34NO 2＋,［M＋H］＋）of P2 was calculated from the monoisotopic mass（m/z 272.2587）, the isotope pattern, and the production spectrum（Fig. 4）by PeakView software.
Fig. 4. The product ion spectrum of P2（m/z 272.3）as a precursor ion and the chemical structure of P2 Elemental compositions of fragment ions were calculated from their accurate mass.
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飲料中混入物の化学構造解析
265
Fig. 5. Extracted ion chromatograms（upper） , mass spectra（middle）and product ion spectra（lower）of P2 in the product having a strange taste（A）and a standard solution of lauryl dimethylaminoacetic acid at 10 μg/mL（B）
Fig. 6. Chemical structures of 6 surfactants detected in the product having a strange taste P1: Capric acid diethanolamide, P2（N1） ： Lauryl dimethylaminoacetic acid, P3（N4） ： Lauryl acid diethanolamide, P4: Myristic acid diethanolamide, N2: Lauryl sulfate, N3: Lauryl acid
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食衛誌 Vol. 55, No. 6
Fig. 7. Product ion spectra and chemical structures of P1, P3, and P4, respectively Dashed lines show the potential bond cleavage sites in collision-induced dissociation.
Table 1. Presence of 6 surfactants in commercially available detergent products based on the ingredient labeling
Detergent product Shampoo A Shampoo B Shampoo C Shampoo D Shampoo E Shampoo F Shampoo G Shampoo H Shampoo I Hand soap J Hand soap K Hand soap L Body shampoo M Body shampoo N Body shampoo O Dish soap P
P1
P2
P3
（N1）
（N4）
○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○
○ ○ ○ ○
P4
N2
○ ○
○
○
○ ○ ○
○ ○ ○
○ ○ ○
○ ○ ○
N3 ○ ○
○
○
○ ○ ○ ○ ○
○ : including
結果および考察
の取得データを解析した結果，保持時間および質量は
1. 指摘品に特徴的な成分の抽出
そ れ ぞ れ，P1: 13.1 分，m/z 260.222, P2: 14.0 分，m/z
指摘品および正常品を LC-QTOF-MS 分析して得られた
272.259, P3: 15.4 分，m/z 288.254, P4: 17.6 分，m/z
トータルイオンカレントクロマトグラムを Fig. 1 に示し
316.285 であった（Fig. 2）．また，ネガティブモードにお
た．ポジティブモードにおいて，保持時間 13 分から 18 分
いては，14 分から 16 分にかけて 4 本のピークを検出する
にかけて指摘品に特徴的なピークを 4 本検出することがで
こ と が で き， 同 様 に，N1: 13.9 分，m/z 330.266, N2:
きた．これらの各ピークを構成するイオンについて指摘品
14.7 分，m/z 265.149, N3: 15.1 分，m/z 199.171, N4:
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飲料中混入物の化学構造解析 Table 2. Compositions of 6 surfactants in detergent products provided in a hotel room
Detergent product Body shampoo Body shampoo （fragrance-free） Conditioner Shampoo Hand soap Cleansing liquid
P1
P2 （N1）
P3 （N4）
P4
N2
N3
○ ○
○ ○
○ ○
○ ○
○ ○
○ ○
○
○
○
○ ○
○ ○ ○
Data were obtained from LC-QTOF-MS analysis. ○ : detected
15.4 分，m/z 346.262 であった（Fig. 2）．これら 8 つのイ
した（data not shown）．また，P1, P4 については P3 と
オンの抽出イオンクロマトグラムついて指摘品と正常品と
の質量差が±28.031（C2H4）であること，アミド結合部の
を比較した結果，いずれも正常品からは検出されず，指摘
開裂によるジエタノールアミン骨格由来のフラグメントイ
品にのみ含まれる物質であることが明らかとなった．
オン（m/z 106.089）が P3 と同じであったことから（Fig.
2. 化学構造解析
7）, P3 のアルキル鎖の長さが異なる構造であることが強く
これら得られた 8 つのイオンについて，マススペクトル
支持された．さらに N1, N4 については，プロダクトイオ
およびそのプロダクトイオンスペクトルから化学構造解析
ンスペクトル解析の結果，P2 の酢酸アダクトイオン（m/
を行った．本稿では P2 の詳細のみを示す．P2 のマススペ
− 質量誤差 2.4 ppm）および P3 z 330.266［M＋CH3COO］
クトルおよびプロダクトイオンを Fig. 3, Fig. 4 に示した．
− の 酢 酸 ア ダ ク ト イ オ ン（m/z 346.262［M＋CH3COO］
モノアイソトピック質量 272.2587 およびその同位体比，
質 量 誤 差 5.2 ppm） で あ る こ と が 推 定 さ れ（data not
さらにプロダクトイオンスペクトルの情報から PeakView
shown），ポジティブモードにおける保持時間と一致した
ソフトウエアを用いて組成解析を行った結果，C16H34NO2＋
ことから，N1 および N4 は P2 および P3 のそれぞれと同
（［M＋H］ , 質量誤差 1.1 ppm）が示唆された．次に，こ
一物質由来のイオンであると推測された．以上の結果か
の組成式をもとにプロダクトイオンスペクトルの解析を
ら，今回の差解析で指摘品に検出された 6 物質の化学構造
行った．各フラグメントイオンの質量に相当する組成式は
を Fig. 6 のとおり明らかにした．
＋
それぞれ，m/z 104.073: C4H10NO2＋, m/z 71.090: C5H11＋, m/z 58.072: C3H8N , m/z 57.077: C4H9
3. 洗剤類の成分解析
と 算 出 さ れ，
今回検出された 6 つの化合物について情報収集した結
C3H8N＋ からアルキルアミンの存在が示唆された．また， ニ ュ ー ト ラ ル ロ ス の 解 析 か ら，C12H24（m/z 272.259–
果，これらはいずれも界面活性剤であり，シャンプーなど
＋
＋
104.073→168.186） , CH 2 O 2（m/z 104.073 – 58.072→
の洗剤類の原料として広く用いられている物質であること が分かった 8）, 9）．また，市販のシャンプーなどを含む化粧
46.001）となり，それぞれ長鎖アルキルおよびギ酸を含む
品は原材料が表示されており，これら界面活性剤を含む洗
構造であることが推測された（Fig. 4）．これら部分構造
剤類はその表示によって含有の有無が確認できた．P1,
情 報 を も と に 化 合 物 デ ー タ ベ ー ス で あ る ChemSpider
P3, P4 は総称としてヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドや
（http://www.chemspider.com）を用いて構造検索を行っ
コカミド DEA, P2 はラウリルジメチルベタインまたはラ
た結果，P2: C16H34NO2 （［M＋H］ ）は，ラウリルジメ
ウリルベタイン，N2 はラウリル硫酸塩，N3 はラウリン酸
チルアミノ酢酸（CAS No. 683-10-3）であると推測され
と表示されている．そこで，市販の洗剤類 16 点について
＋
＋
た． 標準品が入手可能であったため，10 μg/mL 溶液を LC-
成分表示を確認したが，6 つの界面活性剤すべてを含有す る洗剤を見つけることはできなかった（Table 1）．
QTOF-MS 分析した結果，指摘品で認められた P2 の保持
この結果から，指摘品が販売されていたホテル客室内に
時間，精密質量，同位体比，プロダクトイオンスペクトル
備え付けの洗剤類および化粧品類を入手することとした．
と一致したため，本物質をラウリルジメチルアミノ酢酸と
シャンプーなどは業務用の詰め替えタイプであり，成分表
決定した（Fig. 5）．
示がないものがあったため，一部を持ち帰り LC-QTOF-
同様に，各化合物のマススペクトル，プロダクトイオン
MS 分析を行った．その結果，ボディシャンプー 2 製品
スペクトルの詳細な解析により，それぞれ Fig. 6 に示す構
（香料の有無による違い）から 6 つの界面活性剤すべてを検
造と推定した．これらのうち，P3, N2, N3 については標
出した（Table 2） ．次に，これらボディシャンプーを正常
準 品 が 入 手 可 能 で あ っ た た め，10 μg/mL 溶 液 を LC-
品に 0.025％となるように添加し LC-QTOF-MS 分析を行っ
QTOF-MS 分析した結果，いずれも保持時間，プロダクト
た結果，各界面活性剤の抽出イオンクロマトグラムの溶出
イオンスペクトルが一致したため，それぞれの構造を決定
パターンが指摘品のものと非常に良い一致を示した（Fig.
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食衛誌 Vol. 55, No. 6
Fig. 8. Extracted ion chromatograms of 6 surfactants in the product having a strange taste（A）and the normal beverage product to which body shampoo had been added at a concentration of 0.025％（B）
8 は無香料のものを示した） ．したがって，指摘品にはこれ らいずれかのボディシャンプーが開栓後何らかの原因で混 入したことが強く示唆された．また，抽出クロマトグラム のピーク強度の比較（Fig. 8）から，当該ボディシャン プーの混入濃度がおよそ 0.01％であると推察された． 今回 LC-QTOF-MS によるノンターゲット分析の評価と して飲料中の混入物解析を行った結果，複数の界面活性剤 の化学構造を明らかにするとともに，混入が強く示唆され た 洗 剤 製 品 を 特 定 す る こ と が で き た． こ の よ う に LCQTOF-MS を用いたノンターゲット分析法は，異常品検査 における原因物質の探索に有効であることが示された． 文 献 1） Lacorte, S., Fernandez-Alba, A. R. Time of flight mass spectrometry applied to the liquid chromatographic analysis of pesticides in water and food. Mass Spectrom. Rev., 25, 866–880（2006）. 2） Gilbert-Lopez, B., Garcia-Reyes, J. F., Mezcua, M., Ramos-Martos, N., Fernandez-Alba, A. R., Molina-Diaz, A. Multi-residue determination of pesticides in fruitbased soft drinks by fast liquid chromatography time-offlight mass spectrometry. Talanta, 81, 1310–1321 （2010）. 3） Romero-Gonzalez, R., Aguilera-Luiz, M. M., Plaza-Bolanos, P., Garrido Frenicha, A., Martinez Vidal, J. L. Food contaminant analysis at high resolution mass spectrometry: Application for the determination of veterinary drugs in milk. J. Chromatogr. A, 1218, 9353–9365（2011） .
4） Zachariasova, M., Lacina, O., Malachova, A., Kostelanska, M., Poustka, J., Godula, M., Hajslova, J. Novel approaches in analysis of Fusarium mycotoxins in cereals employing ultra performance liquid chromatography coupled with high resolution mass spectrometry. Anal. Chim. Acta, 662, 51–61（2010）. 5） Vera, P., Canellas, E., Nerin, C. Identification of nonvolatile compounds and their migration from hot melt adhesives used in food packaging materials characterized by ultra-performance liquid chromatography coupled to quadrupole time-of-flight mass spectrometry. Anal. Bioanal. Chem., 405, 4747–4754（2013）. 6） Canellas, E., Nerin, C., Moore, R., Silcock, P. New UPLC coupled to mass spectrometry approaches for screening of non-volatile compounds as potential migrants from adhesives used in food packaging materials. Anal. Chim. Acta, 666, 62–69（2010）. 7） Vaclavik, L., Lacina, O., Hajslova, J., Zweigenbaum, J. The use of high performance liquid chromatographyquadrupole time-of-flight mass spectrometry coupled to advanced data mining and chemometric tools for discrimination and classification of red wines according to their variety. Anal. Chim. Acta, 685, 45–51（2011）. 8） 吉田時行，進藤信一，大垣忠義，山中樹好．新版 界面活 性 剤 ハ ン ド ブ ッ ク． 東 京， 工 学 図 書，1996.（ISBN 4–7692–0173–7） 9） 冠木公明，小田切力，平塚 豊，木川 仁，篠原 明，二 宮守男，杉田 勝，吉田理郎，大槻記靖．わかりやすい界 面 活 性 剤． 東 京， 工 業 調 査 会，2003（ISBN 4–7693– 4169–5）
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高速液体クロマトグラフ−四重極飛行時間型質量分析計を用いた 飲料中混入物の同定 （平成 26 年 8 月 13 日受理）
宮 本 靖 久 鷲 田 和 人 宇 山 敦 生 望 月 直 樹 * Structure Identification of Contaminants in a Beverage Product by Liquid Chromatography Coupled with Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry Yasuhisa Miyamoto, Kazuto Washida, Atsuo Uyama and Naoki Mochizuki* Research Laboratories for Food Safety Chemistry, Asahi Group Holdings, Ltd.: 1–1–21 Midori, Moriya, Ibaraki 302–0106, Japan; * Corresponding author The contaminants in a beverage product that had been reported to have a strange taste were identified. By comparative analysis with the normal product using liquid chromatography coupled with quadrupole time-of-flight mass spectrometry（LC-QTOF-MS）, six unknown compounds were detected in the total ion current chromatograms of the product in question. Detailed analysis of the mass spectra and product ion spectra of these compounds strongly suggested that the compounds were capric acid diethanolamide, lauric acid diethanolamide, myristic acid diethanolamide, lauryl dimethylaminoacetic acid, lauryl sulfate, and lauric acid, all of which are surfactants commonly used as ingredients of household detergents and shampoos. We searched commercially available detergent products to check for the presence of these six surfactants, and identified products that might have been intentionally or unintentionally mixed into the beverage product after opening. （Receicved August 13, 2014） Key words: 質量分析 mass spectrometry; 混入物 contaminant; マススペクトル mass spectrum; プロ ダクトイオンスペクトル product ion spectrum; ノンターゲット分析 non-targeted analysis; 化学 構造同定 structure identification; 界面活性剤 surfactant; 洗剤製品 detergent product 緒 言
ての物質の精密質量が得られる．QTOF-MS の特徴とし
食品企業にとって製品への異物，異液混入は食の安全・
て，あらかじめターゲット物質を選択せずに質量データを
安心を脅かす重要な問題である．人為的な薬毒物混入事件
取得し，その中から目的物質の精密質量をもとにイオンを
や意図せぬ混入，および混入した可能性がある消費者から
抽出することができるため，三連四重極質量分析計と比較
の指摘品への対応として，混入の疑いのある化学物質を迅
して物質検出の網羅性が高いと言える．この特徴を利用し
速に同定する手法の開発が求められている．しかしなが
て，食品中の残留農薬や残留動物用医薬品，カビ毒といっ
ら，対象とする化学物質の種類は膨大であり，これらすべ
た多種多様な化学構造を有する化学物質の一斉分析法が報
ての物質をスクリーニングする分析法の開発は困難を極め
告されている 1）∼4）．また，取得されたデータを用いて二者
る．
間比較や多変量解析を行うことで，結果に起因する物質
近年，さまざまな化学物質を網羅的に検出できる高速液
（マーカー）を選別し，その変動を解析することができる
体クロマトグラフ−四重極飛行時間型質量分析計（LC-
ため，容器から食品に移行する可能性がある物質 5）, 6），品
QTOF-MS: liquid chromatograph-quadrupole time-of-
種や原料の差に起因する物質 7）など，あらかじめターゲッ
flight mass spectrometer）を用いた分析法が注目されて
トが決められない物質の分析，すなわちノンターゲット分
いる．LC-QTOF-MS では分析試料は LC によって分離溶
析にも有用な分析手法である．さらに，マーカーとして得
出後，QTOF-MS に導入され，そこでイオン化されたすべ
られたイオンをプレカーサーイオンとして，これを断片化 させたプロダクトイオンスペクトルが得られる．精密質量
* 連絡先 [email protected]
アサヒグループホールディングス株式会社 食の安全研究所： 〒302–0106 城県守谷市緑 1–1–21
から組成式を決定し，プロダクトイオンスペクトルから化 学構造を推定できるため，QTOF-MS は構造未知化合物の 探索に非常に有用な分析装置の 1 つである．
262
食衛誌 Vol. 55, No. 6
今回 LC-QTOF-MS によるノンターゲット分析の評価と
バンテック東洋社製）でろ過し，LC-QTOF-MS へと供し
して，飲料中の混入物解析を行った．混入が疑われた飲料
た． シ ャ ン プ ー な ど 混 濁 し た も の は 水 で 希 釈 後，
（以下「指摘品」と称する）はホテル客室内で販売されて
15,000 rpm×10 分間で遠心分離した上清を上記フィル
いた飲料製品で，消費者より異味の指摘があった．この指
ターでろ過し，分析サンプルとした．
摘品について LC-QTOF-MS を用いたノンターゲット分析
4. 分析条件
を実施し，正常品との比較から指摘品に複数の特徴的な物
HPLC 条件は，分析カラム ACQUITY UPLC BEH C18,
質を検出するとともに，マススペクトルおよびプロダクト
2.1 mm i.d.×100 mm，粒子径 1.7 μm（Waters 社製） ，カ
イオンスペクトルの詳細な解析からこれらの化学構造を明 らかにしたので報告する．
ラム温度 40℃, 移動相 A: 5 mmol/L 酢酸アンモニウム，B: ア セ ト ニ ト リ ル， 移 動 相 グ ラ ジ エ ン ト B％： 5％（0∼
2 min）, 5∼95％（2∼20 min）, 95％（20∼25 min）, 95∼ 実験方法
5％（25∼25.1 min）, 5％（25.1∼30 min）， 分 析 時 間 30
1. 試料および試薬
分，流速 0.2 mL/min, 試料注入量 10 μL で行った．
指摘品と同ロットの飲料製品（正常品）は弊社工場より
QTOF-MS 条件は，エレクトロスプレーイオン化法，ス
入手した．界面活性剤の標準品である 35％ラウリルジメ
キャンタイム 0.1 sec（m/z 80∼1,250），イオンソース電
チルアミノ酢酸，N,N-ジエタノールラウリン酸アミド，
圧 5,500 V ま た は-4,500 V, イ オ ン ソ ー ス 温 度 500℃, In-
ラウリン酸は和光純薬工業より，ラウリル硫酸ナトリウム
formation dependent acquisition（IDA）スキャンタイム
はナカライテスクより購入した．アセトニトリル（LC/
0.025 sec/spectra×20 spectra（m/z 40∼1,250）， コ リ
MS 用）は関東化学より，酢酸アンモニウムは和光純薬工
ジョンエネルギー 35 eV（スプレッド幅±15 eV）で，ポジ
業より購入した．洗剤製品類はホームセンターで購入，ま
ティブモードおよびネガティブモードでマススペクトルと
たは当該ホテルの客室より入手した．
プロダクトイオンスペクトルを同時に取得した．
2. 分析装置
5. データ解析
HPLC は UHPLC Nexera（島津製作所社製），QTOF-MS
クロマトグラム解析，マススペクトル解析および組成式
は TripleTOF5600＋（AB Sciex 社製）を用いた． 3. サンプル前処理法
解析は PeakView ソフトウエア（AB Sciex 社製）を用い た．
分析試料は 0.20 μm PTFE メンブレンフィルター（アド
Fig. 1. Overlaid total ion current chromatograms of the product having a strange taste（pink line）and the normal product （blue line）from LC-QTOF-MS analysis in positive mode（A）and negative mode（B） Lower panels show the zoomed chromatograms of the respective upper panels. Arrows show the peaks specifically detected in the chromatogram of the product having a strange taste. P1–P4 and N1–N4, respectively represent the compound ID of 8 unknown peaks in this study.
Fig. 2. Extracted ion chromatograms（upper）and mass spectra（lower）of 8 ions detected in the product having a strange taste
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Fig. 3. The mass spectrum of P2 The elemental composition（C 16H 34NO 2＋,［M＋H］＋）of P2 was calculated from the monoisotopic mass（m/z 272.2587）, the isotope pattern, and the production spectrum（Fig. 4）by PeakView software.
Fig. 4. The product ion spectrum of P2（m/z 272.3）as a precursor ion and the chemical structure of P2 Elemental compositions of fragment ions were calculated from their accurate mass.
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飲料中混入物の化学構造解析
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Fig. 5. Extracted ion chromatograms（upper） , mass spectra（middle）and product ion spectra（lower）of P2 in the product having a strange taste（A）and a standard solution of lauryl dimethylaminoacetic acid at 10 μg/mL（B）
Fig. 6. Chemical structures of 6 surfactants detected in the product having a strange taste P1: Capric acid diethanolamide, P2（N1） ： Lauryl dimethylaminoacetic acid, P3（N4） ： Lauryl acid diethanolamide, P4: Myristic acid diethanolamide, N2: Lauryl sulfate, N3: Lauryl acid
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食衛誌 Vol. 55, No. 6
Fig. 7. Product ion spectra and chemical structures of P1, P3, and P4, respectively Dashed lines show the potential bond cleavage sites in collision-induced dissociation.
Table 1. Presence of 6 surfactants in commercially available detergent products based on the ingredient labeling
Detergent product Shampoo A Shampoo B Shampoo C Shampoo D Shampoo E Shampoo F Shampoo G Shampoo H Shampoo I Hand soap J Hand soap K Hand soap L Body shampoo M Body shampoo N Body shampoo O Dish soap P
P1
P2
P3
（N1）
（N4）
○ ○
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
○ ○
○ ○ ○ ○
P4
N2
○ ○
○
○
○ ○ ○
○ ○ ○
○ ○ ○
○ ○ ○
N3 ○ ○
○
○
○ ○ ○ ○ ○
○ : including
結果および考察
の取得データを解析した結果，保持時間および質量は
1. 指摘品に特徴的な成分の抽出
そ れ ぞ れ，P1: 13.1 分，m/z 260.222, P2: 14.0 分，m/z
指摘品および正常品を LC-QTOF-MS 分析して得られた
272.259, P3: 15.4 分，m/z 288.254, P4: 17.6 分，m/z
トータルイオンカレントクロマトグラムを Fig. 1 に示し
316.285 であった（Fig. 2）．また，ネガティブモードにお
た．ポジティブモードにおいて，保持時間 13 分から 18 分
いては，14 分から 16 分にかけて 4 本のピークを検出する
にかけて指摘品に特徴的なピークを 4 本検出することがで
こ と が で き， 同 様 に，N1: 13.9 分，m/z 330.266, N2:
きた．これらの各ピークを構成するイオンについて指摘品
14.7 分，m/z 265.149, N3: 15.1 分，m/z 199.171, N4:
December 2014
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飲料中混入物の化学構造解析 Table 2. Compositions of 6 surfactants in detergent products provided in a hotel room
Detergent product Body shampoo Body shampoo （fragrance-free） Conditioner Shampoo Hand soap Cleansing liquid
P1
P2 （N1）
P3 （N4）
P4
N2
N3
○ ○
○ ○
○ ○
○ ○
○ ○
○ ○
○
○
○
○ ○
○ ○ ○
Data were obtained from LC-QTOF-MS analysis. ○ : detected
15.4 分，m/z 346.262 であった（Fig. 2）．これら 8 つのイ
した（data not shown）．また，P1, P4 については P3 と
オンの抽出イオンクロマトグラムついて指摘品と正常品と
の質量差が±28.031（C2H4）であること，アミド結合部の
を比較した結果，いずれも正常品からは検出されず，指摘
開裂によるジエタノールアミン骨格由来のフラグメントイ
品にのみ含まれる物質であることが明らかとなった．
オン（m/z 106.089）が P3 と同じであったことから（Fig.
2. 化学構造解析
7）, P3 のアルキル鎖の長さが異なる構造であることが強く
これら得られた 8 つのイオンについて，マススペクトル
支持された．さらに N1, N4 については，プロダクトイオ
およびそのプロダクトイオンスペクトルから化学構造解析
ンスペクトル解析の結果，P2 の酢酸アダクトイオン（m/
を行った．本稿では P2 の詳細のみを示す．P2 のマススペ
− 質量誤差 2.4 ppm）および P3 z 330.266［M＋CH3COO］
クトルおよびプロダクトイオンを Fig. 3, Fig. 4 に示した．
− の 酢 酸 ア ダ ク ト イ オ ン（m/z 346.262［M＋CH3COO］
モノアイソトピック質量 272.2587 およびその同位体比，
質 量 誤 差 5.2 ppm） で あ る こ と が 推 定 さ れ（data not
さらにプロダクトイオンスペクトルの情報から PeakView
shown），ポジティブモードにおける保持時間と一致した
ソフトウエアを用いて組成解析を行った結果，C16H34NO2＋
ことから，N1 および N4 は P2 および P3 のそれぞれと同
（［M＋H］ , 質量誤差 1.1 ppm）が示唆された．次に，こ
一物質由来のイオンであると推測された．以上の結果か
の組成式をもとにプロダクトイオンスペクトルの解析を
ら，今回の差解析で指摘品に検出された 6 物質の化学構造
行った．各フラグメントイオンの質量に相当する組成式は
を Fig. 6 のとおり明らかにした．
＋
それぞれ，m/z 104.073: C4H10NO2＋, m/z 71.090: C5H11＋, m/z 58.072: C3H8N , m/z 57.077: C4H9
3. 洗剤類の成分解析
と 算 出 さ れ，
今回検出された 6 つの化合物について情報収集した結
C3H8N＋ からアルキルアミンの存在が示唆された．また， ニ ュ ー ト ラ ル ロ ス の 解 析 か ら，C12H24（m/z 272.259–
果，これらはいずれも界面活性剤であり，シャンプーなど
＋
＋
104.073→168.186） , CH 2 O 2（m/z 104.073 – 58.072→
の洗剤類の原料として広く用いられている物質であること が分かった 8）, 9）．また，市販のシャンプーなどを含む化粧
46.001）となり，それぞれ長鎖アルキルおよびギ酸を含む
品は原材料が表示されており，これら界面活性剤を含む洗
構造であることが推測された（Fig. 4）．これら部分構造
剤類はその表示によって含有の有無が確認できた．P1,
情 報 を も と に 化 合 物 デ ー タ ベ ー ス で あ る ChemSpider
P3, P4 は総称としてヤシ油脂肪酸ジエタノールアミドや
（http://www.chemspider.com）を用いて構造検索を行っ
コカミド DEA, P2 はラウリルジメチルベタインまたはラ
た結果，P2: C16H34NO2 （［M＋H］ ）は，ラウリルジメ
ウリルベタイン，N2 はラウリル硫酸塩，N3 はラウリン酸
チルアミノ酢酸（CAS No. 683-10-3）であると推測され
と表示されている．そこで，市販の洗剤類 16 点について
＋
＋
た． 標準品が入手可能であったため，10 μg/mL 溶液を LC-
成分表示を確認したが，6 つの界面活性剤すべてを含有す る洗剤を見つけることはできなかった（Table 1）．
QTOF-MS 分析した結果，指摘品で認められた P2 の保持
この結果から，指摘品が販売されていたホテル客室内に
時間，精密質量，同位体比，プロダクトイオンスペクトル
備え付けの洗剤類および化粧品類を入手することとした．
と一致したため，本物質をラウリルジメチルアミノ酢酸と
シャンプーなどは業務用の詰め替えタイプであり，成分表
決定した（Fig. 5）．
示がないものがあったため，一部を持ち帰り LC-QTOF-
同様に，各化合物のマススペクトル，プロダクトイオン
MS 分析を行った．その結果，ボディシャンプー 2 製品
スペクトルの詳細な解析により，それぞれ Fig. 6 に示す構
（香料の有無による違い）から 6 つの界面活性剤すべてを検
造と推定した．これらのうち，P3, N2, N3 については標
出した（Table 2） ．次に，これらボディシャンプーを正常
準 品 が 入 手 可 能 で あ っ た た め，10 μg/mL 溶 液 を LC-
品に 0.025％となるように添加し LC-QTOF-MS 分析を行っ
QTOF-MS 分析した結果，いずれも保持時間，プロダクト
た結果，各界面活性剤の抽出イオンクロマトグラムの溶出
イオンスペクトルが一致したため，それぞれの構造を決定
パターンが指摘品のものと非常に良い一致を示した（Fig.
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食衛誌 Vol. 55, No. 6
Fig. 8. Extracted ion chromatograms of 6 surfactants in the product having a strange taste（A）and the normal beverage product to which body shampoo had been added at a concentration of 0.025％（B）
8 は無香料のものを示した） ．したがって，指摘品にはこれ らいずれかのボディシャンプーが開栓後何らかの原因で混 入したことが強く示唆された．また，抽出クロマトグラム のピーク強度の比較（Fig. 8）から，当該ボディシャン プーの混入濃度がおよそ 0.01％であると推察された． 今回 LC-QTOF-MS によるノンターゲット分析の評価と して飲料中の混入物解析を行った結果，複数の界面活性剤 の化学構造を明らかにするとともに，混入が強く示唆され た 洗 剤 製 品 を 特 定 す る こ と が で き た． こ の よ う に LCQTOF-MS を用いたノンターゲット分析法は，異常品検査 における原因物質の探索に有効であることが示された． 文 献 1） Lacorte, S., Fernandez-Alba, A. R. Time of flight mass spectrometry applied to the liquid chromatographic analysis of pesticides in water and food. Mass Spectrom. Rev., 25, 866–880（2006）. 2） Gilbert-Lopez, B., Garcia-Reyes, J. F., Mezcua, M., Ramos-Martos, N., Fernandez-Alba, A. R., Molina-Diaz, A. Multi-residue determination of pesticides in fruitbased soft drinks by fast liquid chromatography time-offlight mass spectrometry. Talanta, 81, 1310–1321 （2010）. 3） Romero-Gonzalez, R., Aguilera-Luiz, M. M., Plaza-Bolanos, P., Garrido Frenicha, A., Martinez Vidal, J. L. Food contaminant analysis at high resolution mass spectrometry: Application for the determination of veterinary drugs in milk. J. Chromatogr. A, 1218, 9353–9365（2011） .
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