DEGS毛細管色譜柱的研制及其在食用植物油鑒別中的應用

苗興靜 秦金平 蔣長宏

（南京工業(yè)大學化學化工學院，江蘇 南京 210009）

DEGS毛細管色譜柱的研制及其在食用植物油鑒別中的應用

苗興靜 秦金平 蔣長宏

（南京工業(yè)大學化學化工學院，江蘇 南京 210009）

采用靜態(tài)法研制DEGS交聯(lián)毛細管色譜柱，研究其分離性能，并建立一種測定食用植物油中各種脂肪酸的組成與含量的方法，進而應用于食用植物油摻假的鑒別中。結果表明，最佳測定條件為最高溫度250℃，線速度11～13cm/s。此法與填充柱法測定脂肪酸比較，測定的脂肪酸種類更多，出峰時間更快，油酸和硬脂酸分離度更高。

DEGS毛細色譜柱；食用植物油；摻假；氣相色譜

近年來在利益驅動下，少數不法商販在食用植物油的生產和銷售過程中以次充好，或摻雜摻假，損害消費者利益。食用植物油的摻假鑒別方法是近年來廣大專業(yè)人員研究的重要方向，目前已有相關檢測國標（GB 5539——85《油脂定性試驗》），該方法是利用物理化學反應來鑒別食用油的摻雜，但該鑒別方法步驟繁多且工作量很大［1］。氣相色譜法是一種分析速度快和分離效率高的分離分析方法，它可以定性和定量分析食用油中特定脂肪酸。目前對食用油鑒別測定方面的研究通常都采用二乙二醇丁二酸聚酯（DEGS）填充柱［1－2］來測定，但其柱效有限而且出峰時間太長。也有人［3］用FFAP毛細管柱來測定，但硬脂酸、油酸等組分往往難以徹底分離。DEGS是一極性較強的固定液，其在彈性石英毛細管管內的涂漬，特別是用過氧化異丙苯（DCUP）交聯(lián)劑交聯(lián)，目前國內外均未見報道。曾昭睿等［4］在石英毛細管上，用偶氮特丁烷（ATB）引發(fā)交聯(lián)，成功地涂漬了DEGS，但現(xiàn)在還沒有市售的DEGS毛細管色譜柱。本試驗采用過氧化異丙苯（DCUP）為引發(fā)劑研制DEGS毛細管交聯(lián)色譜柱，并對其分離性能，即最高使用溫度和不同物質最佳使用線速度進行研究，還應用該方法對摻假食用油進行檢測。

1 試驗材料

1.1 儀器

氣相色譜儀：SP6890，山東魯南瑞虹化工儀器有限公司；

色譜工作站：JS3050，大連江申分離科學技術公司；

氫火焰離子化檢測器：FID，山東魯南瑞虹化工儀器有限公司；

石英毛細管空柱：內徑為0.32mm，邯鄲市鑫諾光纖色譜有限公司。

1.2 試劑與材料

丙酮，二氯甲烷，過氧化異丙苯，正辛醇，萘，硝基苯，間甲基苯胺，苯甲酸乙酯，鄰甲酚，石油醚，甲醇，氫氧化鉀：均為分析純；

DEGS固定液：美國Chrompack公司；

豆油，玉米油，芝麻油，調和油，葵花籽油，菜籽油：均為市售；

橄欖油：市售，產地意大利。

2 方法

2.1 靜態(tài)法制備DEGS交聯(lián)石英毛細管色譜柱

（1）將石英毛細管空柱用丙酮清洗干凈，250℃烘干后用超細載體正反處理2遍制成SCOT柱，用氮氣300℃吹干后待用。

（2）用二氯甲烷溶劑配制一定濃度的DEGS溶液，加入少許交聯(lián)劑，超聲波處理20min后，用氮氣壓入處理好的毛細管內，尾端用膠封住。

（3）放入恒溫水?。?5℃）中，真空脫溶。

（4）將脫溶后的毛細管色譜柱在40℃用氮氣吹干，兩端封住，在180℃下交聯(lián)反應2h。

（5）將毛細管接到色譜儀氣路中，通入氮氣依次在110～300℃ 下各老化250min后，分別測各老化溫度下此毛細色譜柱柱效。

2.2 色譜條件

氣相色譜儀，氫火焰離子化檢測器（FID），自制DEGS石英毛細管色譜柱（0.32mm ×30m ×0.35μm）；汽化室溫度220℃，檢測器溫度220℃，柱溫130℃，載氣為N2，流量0.03MPa，檢測器氫氣流量30mL/min，空氣流量300mL/min，尾吹氣（N2）25mL/min，分流比200～1，進樣量0.1μL。

2.3 柱子的耐溫性能

不同的老化溫度，測出的色譜柱柱效也會不同。老化溫度偏低，最高使用溫度也偏低，毛細管柱測定物質的范圍會偏窄；老化溫度偏高，固定液流失，柱效降低。

按照2.2色譜條件操作，以正辛醇，萘的氯仿溶液為檢測樣品，分別測出不同老化溫度下正辛醇、萘的保留時間tr1，tr2和死時間t0平行測定5次。根據式（1）計算出正辛醇，萘的平均容量因子k1，k2。以老化溫度為橫坐標，以正辛醇，萘的平均容量因子為縱坐標繪制工作曲線（見圖1）。由圖1可知，DEGS毛細管色譜柱的最高使用溫度為250℃。

式中：

k—— 容量因子；

tR—— 保留時間，min；

t0—— 死時間，min。

圖1 DEGS毛細管色譜柱老化溫度－容量因子關系圖Figure 1 The diagram of DEGS capillary column aging temperature and capacity factor

2.4 不同試樣最佳載氣線速度的測定

根據Golay方程式［5］可知，載氣線速度不僅決定著毛細管色譜柱的柱效高低，而且也是氣相色譜分析優(yōu)化條件必不可少的因素。用氣相色譜法測定5種不同試樣線速度與柱效（每米理論塔板數N＇）的關系，從而確定DEGS毛細管色譜柱的最佳線速度范圍。用二氯甲烷分別將正辛醇，硝基苯，間甲基苯胺，苯甲酸乙酯，鄰甲酚配制成質量濃度約為10mg/mL的樣品溶液。在2.2色譜條件下改變柱前壓（0.02～0.10MP），正辛醇（柱溫140℃），硝基苯和間甲基苯胺（柱溫150℃），苯甲酸乙酯和鄰甲酚（柱溫160℃）測定上述樣品溶液。由式（2）、（3）分別計算出載氣線速度 （U）、每米理論塔板數（N＇）。以U為橫坐標，N＇為縱坐標，做出5種不同試樣的N＇－U曲線（見圖2）。

式中：

U—— 載氣線速度，cm/s；

L——毛細管柱長度，m；

W1/2—— 半峰寬，min；

N＇—— 每米理論塔板數，板數/m；

t0，tR—— 同式（1）。

圖2 不同物質的N＇－U曲線Figure 2 The N＇－Ucurve of different substances

由圖2可知，不同物質對DEGS毛細管色譜柱的最佳線速度的影響不明顯，最佳線速度范圍基本都在11～13cm/s，在此最佳線速度范圍內0.32mm ×30m ×0.35μm的DEGS交聯(lián)毛細管色譜柱每米理論塔板數可達3 000左右，分離能力最強。

2.5 在食用植物油摻假鑒別中的應用

一般食用植物油中常見脂肪酸只有10多種［6］，但地域或氣候的不同也可能會有一些差別。食用油的摻雜現(xiàn)象一般是不法經營者以低價油或者非食用油摻入高價油中，以次充好，從中謀取非法利潤。食用植物油如果摻假以后必然會引起脂肪酸含量與組成的變化，因此對食用油中脂肪酸含量與組成檢測，即可知道食用油是否摻假。由于食用油中脂肪酸甘油酯［7］的沸點很高，高溫又將導致脂肪酸甘油酯分解。因此本試驗采用堿催化法將脂肪酸衍生為易揮發(fā)的衍生物——脂肪酸甲酯，進而對其進行檢測。

2.5.1 樣品前處理 分別稱取食用油0.2～0.3g，放于10mL試管中，加入石油醚溶液至5mL，振蕩溶解。加入0.5mL/L的氫氧化鉀－甲醇新鮮溶液（2.8g氫氧化鉀溶于100mL甲醇中）4mL，振蕩1min，超聲反應10～15min后，加入1mL蒸餾水，靜置分層后取上層清液［8］于容量瓶中待用。

2.5.2 食用植物油摻假鑒別方法 將處理后的各種食用油上層清液上機進行分析，汽化室溫度260℃，檢測器溫度260℃，柱溫200℃，載氣線速度12cm/s，進樣量0.4μL，其他見2.2色譜條件。以保留時間定性，面積歸一法定量，測定結果見表1。在此色譜條件下，摻偽試樣摻入少許菜籽油的芝麻油色譜圖見圖3，芝麻油色譜圖見圖4。

圖3 摻有菜籽油的芝麻油色譜圖Figure 3 Chromatogram of sesame oil mixed with canola oil

表1 自測食用植物油各脂肪酸含量Table 1 The content of various fatty acids in edible vegetable oils by self－testing/%

將表1中各種自測的食用油的含量與文獻［9］中報道的含量進行比較，發(fā)現(xiàn)各種植物油的成分與含量基本相一致，僅自測市售菜籽油中的芥酸含量偏低。由此說明自測的市售食用油沒有摻假成分，用此方法檢測相對精確。

不同植物油主要脂肪酸相同但含量不同，幾乎每種油都有其特征的脂肪酸。以芝麻油為例來判定芝麻油的摻偽。芝麻油的脂肪酸組成主要為C18∶1和C18∶2，其總量約85%，C16∶0約9%。芝麻油摻入大豆油C18∶3增加明顯，其它變化小，因而可以鑒定出來。芝麻油摻入玉米油，相對較難判斷，C18∶1減少幅度與C18∶2增加幅度大致相當。芝麻油摻入菜籽油，C18∶3、C20∶1、C22∶1均會增加，C18∶1、C18∶2會減少。芝麻油摻入葵花油，C18∶2顯著增加，C16∶0變化不大。芝麻油摻入橄欖油，C16∶0顯著增加，C18∶2顯著減少。如果只摻入單一品種的油脂，可以根據上面分析的脂肪酸組成變化特點作為摻偽定性的依據，結果可靠。但對于摻入兩種或兩種以上油脂的，其脂肪酸組成變化太復雜就難以判斷，這時可借助特殊脂肪酸的鑒定來判定芝麻油的摻偽，如圖3為摻入菜籽油的芝麻油色譜圖，則含特殊脂肪酸芥酸。同時，可借助GB 5539——85中各類油脂的定性試驗進行綜合判斷。其他食用油鑒別摻假也依據同此方法。

圖4 芝麻油色譜圖Figure 4 Chromatogram of Sesame oil

2.5.3 方法比較 將用本方法自制DEGS交聯(lián)毛細色譜柱測定芝麻油色譜圖（圖4）與用10%DEGS固定液填充柱測定芝麻油色譜圖［10］比較，可以看出兩種方法都可以把芝麻油中主要脂肪酸檢測出來。但是本法測出芝麻油脂肪酸種類更多，所測脂肪酸出峰時間更快，油酸和硬脂酸的分離度更高。因此，用此法鑒定食用油是否摻假檢測更精確，方法可信度更高。

3 結論

本試驗成功的研制了0.32mm ×30m ×0.35μm DEGS交聯(lián)毛細管色譜柱。并測定其最高使用溫度250℃，最佳線速度11～13cm/s，柱效每米理論塔板數可達3 000左右。在鑒別食用油摻假的應用中，通過對比純植物油中各脂肪酸成分含量變化和色譜圖中各特征脂肪酸的出峰時間，可以鑒別是否摻假同時做出定性和定量的分析。但對摻入油種量少或多品種互混的樣品定量仍比較困難，還有待于進一步的研究。

1 趙普紅，王洪海.氣相色譜法檢測食用植物油摻假的方法［J］.三門峽職業(yè)技術學院學報，2008，7（2）：115～117.

2 Kouji Miyakoshi，Mamoru Komoda.Determination of citric acid and its decomposed products in edible oils by gas liquid chroma－tography［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，1977，54（8）：331～333.

3 高慧敏，張穎君.花生種子脂肪酸含量的微量、快速測定［J］.中國農學通報，2010，26（13）：98～103.

4 曾昭睿，吳采櫻，韓惠敏.ATB引發(fā)交聯(lián)DEGS彈性石英毛細管柱的研究［J］.色譜，1993，11（5）：277～280.

5 Golay M J E.Gas chromatography［M ］.New York：Academic Press，1958：36～55.

6 李開生，張勛，張榕杰.食品摻雜鑒別與檢驗［M］.北京：氣象出版社，2002.

7 無錫輕工業(yè)學院.食品分析［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1987.

8 王江蓉，劉榮，周建平，等.毛細管柱氣相色譜法測油脂脂肪酸組成條件的優(yōu)化［J］.糧油加工，2007，9（5）：85～88.

9 白滿英，張金誠.摻偽糧油食品鑒別檢驗［M］.北京：中國標準出版社，1996.

10 肖昌珍，吳渝，甘東生，等.食用植物油摻偽檢測［J］.中國油料作物學報，1999，20（1）：63～66.

Development of DEGS capillary column and application in edible vegetable oil identification

MIAO Xing－jing QIN Jin－pingJIANG Chang－h(huán)ong

（College of Chemistry and Chemical Engineering，Nanjing University of Technology，Nanjing，Jiangsu210009，China）

DEGS cross－linked capillary column was prepared successfully using static method and studied the separation performance.A method was established for determining the composition of edible vegetable oils and fatty acid content，various fatty acids in oil composition and content，and then applied to identify adulteration of edible oil.The results showed that the optimum conditions were which the supreme temperature 250℃，line speed 11～13cm/s.Comparing the packed column determination of fatty acids，the method can measured more fatty acid，and has fewer peak time and higher resolution of oleic acid and stearic acid.

DEGS capillary column；edible vegetable Oil；adulteration；gas chromatogram

10.3969/j.issn.1003－5788.2011.03.027

苗興靜（1986－），女，南京工業(yè)大學在讀碩士研究生。E－mail：1125065109＠qq.com

2011－03－15