雙重凈化-氣相色譜法測定植物油中指示性多氯聯(lián)苯

丁立平 ， 蔡春平， 王丹紅

（1. 福清出入境檢驗檢疫局技術(shù)中心，福建 福清350300；2. 福建出入境檢驗檢疫局技術(shù)中心，福建 福州350001）

聯(lián)合國GEMS／Food（Global Environment Monitoring System-Food Contamination Monitoring and Assessment Programme）中 規(guī) 定 以 PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB138、PCB153 和PCB180 等7種多氯聯(lián)苯（polychlorinated biphenyls，PCBs）同系物異構(gòu)體作為評估PCBs 污染狀況的指示性單體（indicator PCBs），以代替所有多氯聯(lián)苯同系物異構(gòu)體來進行檢測［1］。研究表明，多氯聯(lián)苯類物質(zhì)對人體有“三致”危害［2］，可通過食物鏈在人體內(nèi)富集［3-5］，從而成為危害人類健康的重要因素?；诖?，許多國家和組織對食品中多氯聯(lián)苯類物質(zhì)均設定了相應的最大殘留限量值（MRL），其中歐盟對植物油中的MRL 設定為40.0 μg／kg（脂重）［6］。

當前有關油脂類產(chǎn)品中多氯聯(lián)苯的檢測方法主要 為 氣 相 色 譜 法［1，7-12］、氣 相 色 譜-質(zhì) 譜 聯(lián) 用法［1，10，11，13-15］和氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法［16，17］；前處理常用方 法有 基質(zhì)分散 固相萃 取［9，10］、固 相 萃取法［1，11，13，15］、酸處理法［1］、凝膠滲透色譜結(jié)合固相萃取法［18，19］。其中，文獻中的酸處理法［1］只涉及使用酸性硅膠柱用于油脂類樣品中多氯聯(lián)苯的前處理，以及對非油脂類樣品提取濃縮液使用濃硫酸酸處理凈化的報道，尚未見采用濃硫酸凈化結(jié)合分散固相萃取凈化在油脂類樣品中多氯聯(lián)苯檢測前處理中的應用報道。

植物油基質(zhì)具有特殊性，其中含有大量的飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、雙烯酸和多烯酸等有機物，這些物質(zhì)易與有機溶劑相溶，與多氯聯(lián)苯被共提取，會給多氯聯(lián)苯的前處理凈化工作帶來麻煩；同時，這些物質(zhì)進入色譜系統(tǒng)會導致色譜基線漂移，在高溫下會逐漸炭化而污染毛細管柱甚至堵塞毛細管柱的入口，從而給多氯聯(lián)苯的檢測和定量帶來困難，因此去除此類干擾物質(zhì)是植物油脂中多氯聯(lián)苯檢測的重點與難點。研究人員開展了不同的前處理方法研究［9-11，13，15，18，19］，取得了一定的效果，但這些方法普遍存在稱樣量小、檢測周期長、操作復雜、使用溶劑量大、對設備要求高等不足，不能適應植物油中痕量指示性多氯聯(lián)苯的快速篩查需求，因此亟待開發(fā)快速、實用的檢測方法。

本研究建立了植物油中指示性多氯聯(lián)苯殘留檢測的雙重凈化前處理方法。在應用中該方法取得了較好的前處理凈化效果，結(jié)合氣相色譜法實現(xiàn)對7種指示性多氯聯(lián)苯的同時定量與定性分析，從而滿足植物油中痕量指示性多氯聯(lián)苯快速檢測的需求。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 7890A 氣相色譜儀，美國Agilent 公司；IKA MS3 Basic 渦旋混合器和RV10 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德國IKA 公司；3K-15 冷凍離心機，德國Sigma 公司。

乙腈、甲醇、無水乙醇、無水硫酸鈉、硅膠（粒徑為48 ～75 μm）（分析純），國藥集團；濃硫酸（優(yōu)級純），國藥集團。7 種指示性多氯聯(lián)苯混合標準品（含 PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB138、PCB153、PCB180，質(zhì)量濃度均為10 mg／L，純度99.0%，溶于環(huán)己烷），德國Dr. Ehrenstorfer 公司。

1.2 供試樣品

橄欖油、花生油和棕櫚油樣品均購自福清當?shù)厥袌觯孛芊獗４?，備用?/p>

1.3 實驗方法

1.3.1 標準溶液配制

移取7 種指示性多氯聯(lián)苯混合標準品1.00 mL，用正己烷定容至10.0 mL 配制成1 000 μg／L標準儲備液，于-4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 樣品的提取和凈化

稱取食用油2.00 g 于50 mL 具塞離心管中，加入2.0 mL 正己烷溶解樣品；加入20.0 mL 乙腈，渦旋1 min；加入10.0 g 無水硫酸鈉，渦旋30 s，于4 500 r／min 轉(zhuǎn)速下離心3 min，上清液全部傾倒入100 mL 雞心瓶中；加入20.0 mL 乙腈重復提取一次；合并上清液并在40 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干。

用20.0 mL 的正己烷分3 次（10、5、5 mL）將上述100 mL 雞心瓶中的樣品提取物轉(zhuǎn)溶至50 mL 具塞離心管中，加入2.00 mL 濃硫酸，渦旋1 min，以4 500 r／min 轉(zhuǎn)速離心3 min；均勻加入去離子水2.0 mL，渦旋15 s，以4 500 r／min 轉(zhuǎn)速離心3 min；用吸管吸去下層硫酸溶液，依次加入2.0 g 的無水硫酸鈉和1.0 g 的硅膠，渦旋1 min，以4 500 r／min 轉(zhuǎn)速離心3 min；取全部上清液并在40 ℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)近干，用2.00 mL 正己烷定容并經(jīng)0.22 μm 濾膜過濾，待分析。

1.3.3 氣相色譜條件

色譜柱:HP-5 毛細管（30 m ×0.32 mm ×0.25 μm）；載氣:高純（99.999%）氮氣，恒流模式，柱流速0.80 mL／min；進樣量:1.00 μL，不分流進樣；進樣口溫度:250 ℃；尾吹氣流量:100.0 mL／min；微電子捕獲檢測器（μECD）溫度:310 ℃；柱溫升溫程序:初始溫度60 ℃，保持2 min；以30 ℃／min 升至180 ℃，保持16 min；以20 ℃／min 升至280 ℃，保持5 min；以30 ℃／min 升至300 ℃，保持2 min 以去除色譜柱中殘留的雜質(zhì)。

1.3.4 工作曲線繪制

分別移取適量的1 000 μg／L 標準儲備液，用正己烷稀釋得到質(zhì)量濃度為10、20、40、100、500 μg／L的系列工作使用溶液。按照1.3.3 節(jié)的條件進行分析，采用外標法定量。以標準溶液的峰面積（Y）為縱坐標，質(zhì)量濃度（X，μg／L）為橫坐標繪制工作曲線。

1.3.5 添加回收試驗

稱取空白樣品并加入適量稀釋的7 種指示性多氯聯(lián)苯混合標準品，混勻后靜置得到加標樣品，按照1.3.2 節(jié)和1.3.3 節(jié)進行前處理和分析測定。對制得的10、20、100 μg／kg 的加標樣品進行測定，每個水平重復6 次，計算回收率和相對標準偏差。

1.3.6 基質(zhì)效應的考察

基質(zhì)效應普遍存在于痕量物質(zhì)的分析過程中并會給定量造成影響［20］。為了消除基質(zhì)效應，研究人員進行了多方面的探索嘗試［21，22］。本研究中配制了20 μg／kg 的基質(zhì)標準溶液和同樣濃度的溶劑標準溶液，分別按照1.3.3 節(jié)中條件進行測定，基質(zhì)效應（matrix effect，ME）依照公式ME ＝Ai基質(zhì)標樣／Ai溶劑標樣計算［23］，其中Ai為目標分析物的峰面積，基質(zhì)標準溶液以空白基質(zhì)樣品按照1.3.2 節(jié)方法進行前處理后得到的定容液稀釋1.3.1 節(jié)中的儲備液配制；溶劑標準溶液用正己烷稀釋1.3.1 節(jié)中的儲備液配制。根據(jù)ME 與1 的關系，判定基質(zhì)效應。

1.3.7 實際樣品測定

隨機測試送檢的15 份植物油，其中橄欖油6份，棕櫚油9 份，分別按照1.3.2 節(jié)和1.3.3 節(jié)進行前處理和分析測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溶劑的選擇與凈化效果

多氯聯(lián)苯不溶于水，易溶于有機溶劑，可被多數(shù)有機溶劑提取；食用油主要成分中的飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸等有機物易溶于非極性溶劑，難溶于極性溶劑；常見有機溶劑的極性參數(shù)為甲醇6.60、乙腈6.20、乙醇4.30、正己烷0.06?；谝陨险J識，試驗中嘗試使用極性溶劑從食用油中萃取多氯聯(lián)苯，以達到有效提取多氯聯(lián)苯并減少食用油主成分共提取的目的，減少樣品凈化的壓力。

試驗中比較使用了甲醇、乙腈和乙醇3 種有機溶劑的提取效果。其中乙醇由于極性較低可以和脂肪酸互溶，致使食用油基質(zhì)大量溶于乙醇提取液中，無法進行后續(xù)凈化處理。圖1 中為以甲醇和乙腈分別作提取劑時，加標樣品按照1.3.2 和1.3.3 節(jié)中前處理和分析得到的譜圖，可見甲醇提取液的基線發(fā)生漂移，因此選擇乙腈作為提取溶劑。

圖1 甲醇和乙腈為提取劑的提取效果（20 μg／kg）Fig.1 Extraction effects of methanol and acetonitrile as extraction solvents （20 μg／kg）

圖2 顯示了3 種植物油基質(zhì)的前處理凈化效果。從圖2 中可見目標化合物均實現(xiàn)了基線分離，未受干擾峰影響，表明優(yōu)化的前處理條件有較好的凈化效果。

圖2 添加標準品（20 μg／kg）的橄欖油、花生油和棕櫚油的凈化效果圖Fig.2 Clean-up effects for olive oil，peanut oil and palm oil spiked with the standards at 20 μg／kg

2.2 酸處理中乳化現(xiàn)象的消除

使用乙腈提取可以相對減少植物油中脂肪酸類物質(zhì)的共提取，但仍會將少量該類物質(zhì)共提取出來，致使提取物轉(zhuǎn)溶后的正己烷溶液中仍含有較多的脂肪酸類物質(zhì)。使用濃硫酸進行凈化，脂肪酸類物質(zhì)與濃硫酸的反應產(chǎn)物以細小液滴的形式分散于正己烷連續(xù)相中，產(chǎn)生嚴重的乳化現(xiàn)象（見圖3a）。在前處理過程中消除產(chǎn)生的乳化現(xiàn)象是實驗取得成功的基礎。為此，本研究中使用了靜置、超聲、離心及其組合的方式進行處理，但均不能達到完全消除乳化現(xiàn)象的效果（見圖3b）。改變形成乳化現(xiàn)象的兩相之間的界面張力有助于增加或消除乳化現(xiàn)象，本研究選擇添加適量的水以增加形成乳化兩相間的界面張力，達到了消除乳化的目的。在實驗過程中可以觀察到，在圖3b 中離心管中均勻滴加一定量去離子水后，形成的乳化會迅速消除，結(jié)合渦旋和離心操作使乳化徹底消除（見圖3c）。

圖3 橄欖油、棕櫚油和花生油提取物中消除乳化現(xiàn)象的效果Fig.3 Effect of emulsification elimination of the extracts for olive oil，palm oil and peanut oil

2.3 線性范圍、線性方程、相關系數(shù)和檢出限

外標定量結(jié)果表明:7 種指示性多氯聯(lián)苯在10～500 μg／L 范圍內(nèi)有良好的線性關系，線性方程、相關系數(shù)、檢出限和定量限見表1。

表1 7 種指示性多氯聯(lián)苯的線性方程、相關系數(shù)、線性范圍、檢出限和定量限Table 1 Regression equations，correlation coefficients （r），linear ranges，limits of detection （LODs，S／N ＝3）and limits of quantification （LOQs，S／N ＝10）of the seven indicator polychlorinated biphenyls

2.4 添加回收試驗

表2 結(jié)果顯示，在10、20 和100 μg／kg 添加水平下，7 種指示性多氯聯(lián)苯的加標回收率為71.0%～105.5%，相對標準偏差（RSD）為4.0% ～11.3%，符合殘留物分析的要求［19］。

2.5 基質(zhì)效應

基質(zhì)效應考察試驗結(jié)果表明，7 種指示性多氯聯(lián)苯在3 種食用油基質(zhì)中的ME 在0.83 ～0.99 之間（見表3），小于1，表明存在一定的基質(zhì)抑制效應。

表2 不同基質(zhì)中7 種指示性多氯聯(lián)苯的加標回收率和RSD（n ＝6）Table 2 Spiked recoveries （Rec.）and RSDs of the seven indicator polychlorinated biphenyls （n ＝6）

表3 橄欖油、棕櫚油和花生油的基質(zhì)效應Table 3 Matrix effects of olive oil，palm oil and peanut oil

2.6 實際樣品的檢測

采用本方法對送檢的15 份實際樣品進行檢測，結(jié)果表明，所有樣品中7 種指示性多氯聯(lián)苯含量之和均未超過最大限量值40 μg／kg。

3 結(jié)論

本文應用乙腈提取植物油中7 種指示性多氯聯(lián)苯，以濃硫酸和硅膠分散固相萃取雙重凈化，氣相色譜法檢測，外標法定量，建立了植物油中7 種指示性多氯聯(lián)苯的同時分析方法。該方法方便、快捷、可靠，對于油脂中7 種指示性多氯聯(lián)苯的快速檢測有借鑒作用。

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