頂空氣相色譜法測(cè)定食用油中溶劑殘留的研究

徐清，秦國(guó)富，鄒柯婷，李永波（西安市疾病預(yù)防控制中心，陜西西安710054）

頂空氣相色譜法測(cè)定食用油中溶劑殘留的研究

徐清，秦國(guó)富，鄒柯婷，李永波*
（西安市疾病預(yù)防控制中心，陜西西安710054）

摘要：建立一種頂空氣相色譜法測(cè)定食用油中的溶劑殘留量的方法，并對(duì)39份食用菜籽油進(jìn)行分析測(cè)定。采用DB-1701毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），火焰離子化檢測(cè)器（FID），載氣為氮?dú)猓贿M(jìn)樣口溫度200℃；檢測(cè)器溫度250℃；柱溫：160℃。80℃平衡30 min，頂空進(jìn)樣，外標(biāo)法定量。被測(cè)物質(zhì)在1.00 mg/kg～128.00 mg/kg質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)（r）為0.999 9，在20 mg/kg～60 mg/kg兩個(gè)濃度水平的加標(biāo)回收率為99.93%～100.03%，RSD為1.69%～3.79%，檢出限為0.01 mg/kg。本方法簡(jiǎn)單、快速、可靠、靈敏度高，能夠滿足食用油中殘留溶劑的檢測(cè)分析要求。

關(guān)鍵詞：頂空氣相色譜；食用植物油；溶劑殘留；食品安全

植物油中的殘留溶劑是在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的。由于浸出法生產(chǎn)植物油能提高出油率，故其深受植物油生產(chǎn)廠家的青睞，目前我國(guó)浸出油生產(chǎn)使用的溶劑是一種混合物，稱做六號(hào)溶劑，主要成分是正己烷，還有甲基環(huán)戊烷、2－甲基戊烷和3－甲基戊烷[1]。溶劑殘留量過(guò)高，會(huì)增加溶劑消耗從而造成經(jīng)濟(jì)上的損失，會(huì)降低油脂衛(wèi)生品質(zhì)[2]。植物油抽提溶劑是由多種烴類所組成的，長(zhǎng)期食用，會(huì)損害人體中樞神經(jīng)，使神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的油脂平衡失調(diào)，長(zhǎng)期接觸會(huì)麻醉呼吸中樞，損傷皮膚屏障功能、損害周圍神經(jīng)和造血功能[3]。由于未見本市植物油中殘留溶劑報(bào)道的資料，且為了了解食品質(zhì)量安全市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，實(shí)施對(duì)我市食用植物油殘留溶劑污染的影響，現(xiàn)利用頂空氣相色譜法[4－6]將西安市2013年市售食用植物油中殘留溶劑含量進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行分析研究。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1主要儀器與試劑

Agilent G1888-7890A型頂空氣相色譜儀：美國(guó)安捷倫；PL-L型電子天平：上海民橋醫(yī)療器械有限公司；微量進(jìn)樣器：上海醫(yī)用激光儀器廠；超聲清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；六號(hào)溶劑標(biāo)準(zhǔn)品（10 mg/mL）：國(guó)家糧食局科學(xué)研究院；燒杯、滴管。

1.1.2樣品

試驗(yàn)所用食用油樣品均購(gòu)自當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)及超市，所有樣品均為未開封桶裝油。待分析樣品在分析前儲(chǔ)存于陰涼干燥地方，打開后留樣保存于4℃冰箱。

1.2方法

準(zhǔn)確稱取10.00 g食用油樣品于20 mL頂空瓶中，密封，在頂空加熱器中加熱30 min后進(jìn)樣測(cè)定。

1.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

取200 mL一級(jí)壓榨油，80℃水浴中超聲30 min去除干擾，分別準(zhǔn)確稱取10.00 g去干擾的本底油于潔凈干燥的8個(gè)頂空瓶中，密封。用200 μL微量進(jìn)樣器通過(guò)塞子注入六號(hào)溶劑標(biāo)準(zhǔn)液1、2、4、8、16、32、64、128 μL（含量分別為0.01、0.02、0.04、0.08、0.16、0.32、0.64、1.28 mg）。此系列用于標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定。

1.4儀器條件

1.4.1氣相色譜條件

色譜柱：DB-1701毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm× 0.25 μm），進(jìn)樣口溫度200℃，載氣為高純氮?dú)?，恒?.5 mL/min，壓力21.995 Pa，分流比為1∶1，進(jìn)樣1 μL，柱溫160℃，保持6.0 min。氫火焰離子化檢測(cè)器，檢測(cè)器溫度250℃，H2流量為35 mL/min，空氣流量為350 mL/min，尾吹流量20 mL/min。

1.4.2頂空條件

柱箱溫度80℃，定量環(huán)85℃，傳輸線90℃，樣品瓶平衡30.0 min。

2　結(jié)果與分析

2.1毛細(xì)管柱、柱溫及流速的選擇

由于六號(hào)溶劑標(biāo)準(zhǔn)含有多種組分，為了計(jì)算方便，使各組分在同一時(shí)間出峰，本試驗(yàn)準(zhǔn)備3根不同極性的色譜柱，分別為中等極性固定相，色譜柱：DB-1701（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；弱極性固定相，色譜柱：HP-5（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；極性固定相，色譜柱：DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。配制六號(hào)溶劑的N，N-二甲基乙酰胺（DMA）在FID檢測(cè)器上也有響應(yīng)，但在檢測(cè)結(jié)果中，DMA應(yīng)與六號(hào)溶劑完全分離，且六號(hào)溶劑各組分保留時(shí)間應(yīng)一致，所以在試驗(yàn)中需要選擇合適的柱溫。設(shè)定初始柱溫為60℃，并逐步使柱溫上升到140℃，分別取配制好的標(biāo)樣在相同的頂空條件下，注入到以上色譜柱中，觀察標(biāo)樣的出峰情況。

在DB-WAX色譜柱上標(biāo)樣在240℃，流速為2.5 mL/min時(shí)六號(hào)溶劑各組分保留時(shí)間一致且與DMA分離。在HP-5色譜柱上標(biāo)樣在160℃，流速為1.5 mL/min時(shí)六號(hào)溶劑各組分保留時(shí)間一致且與DMA分離，但標(biāo)準(zhǔn)峰有拖尾，如圖1所示。

在DB-1701色譜柱上標(biāo)樣在160℃，流速為1.5 mL/min時(shí)六號(hào)溶劑各組分保留時(shí)間一致且與DMA分離良好，峰間距較大且無(wú)拖尾現(xiàn)象。

圖1　不同極性柱子色譜圖Fig.1　Different polarity column chromatography

試驗(yàn)表明：使用中等極性固定相色譜柱DB-1701測(cè)定食用油中的溶劑殘留比較合適。使用3種色譜柱分離殘留溶劑與DMA的色譜條件及檢出限如表1所示。

2.2平衡溫度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

分別取配制好的濃度為40 mg/kg的標(biāo)樣在2.1優(yōu)化的色譜條件下，從40℃起逐步提高平衡體系的溫度，每次平衡40 min。隨著平衡體系的溫度升高，六號(hào)溶劑的組分越來(lái)越多的揮發(fā)到氣相中，如圖2所示。

表1 試驗(yàn)所用的3種色譜條件Table 1　Three chromatographic conditions

圖2 平衡溫度對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響Fig.2　Affect of equilibrium temperature for test results

在高于80℃平衡溫度時(shí)，六號(hào)溶劑中的大部分組分從本底油中揮發(fā)出來(lái)，使氣液系數(shù)達(dá)到最大，可檢測(cè)出揮發(fā)烴類的殘留溶劑量基本達(dá)到最大，從而使檢測(cè)的靈敏度變大。

2.3平衡時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

分別取配制好的濃度為40 mg/kg的標(biāo)樣在2.1與2.2優(yōu)化的色譜條件下，從10 min起逐步提高平衡時(shí)間，平衡溫度為80℃。隨著平衡時(shí)間的逐漸延長(zhǎng)，六號(hào)溶劑的組分在30 min后基本達(dá)到平衡，其含量不再隨著平衡時(shí)間的增加而增加，如圖3所示。

圖3 平衡時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響Fig.3　Effect of equilibrium time for test results

2.4線性范圍及檢出限

標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖4所示，由標(biāo)準(zhǔn)曲線可以得出，六號(hào)溶劑在1.00 mg/kg～128.00 mg/kg質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系良好。以3倍信噪比計(jì)算儀器的檢出限在0.01 mg/kg。該方法線性范圍寬、靈敏度高，可以滿足食用油中溶劑殘留的分析要求。

圖4 六號(hào)溶劑標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.4　VI solvent standard curve

2.5色譜條件

表2列出了本試驗(yàn)與國(guó)標(biāo)檢測(cè)殘留溶劑方法的色譜條件對(duì)比。

表2 兩種方法檢測(cè)條件的對(duì)比Table 2　Comparison of two methods to detect conditions

2.6回收率和精密度

按照1.2試驗(yàn)方法，分別在去干擾的食用油樣品中加入60、20 mg/kg兩個(gè)水平的標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)測(cè)定6次，進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，本底油與加標(biāo)回收色譜圖如圖5所示。高低兩個(gè)水平的加標(biāo)回收率為分別為100.03% 和99.93%，RSD分別為3.79%和1.69%，詳見表3。

2.7實(shí)際樣品的檢測(cè)

采用本文建立的方法對(duì)在西安農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)及超市采集的39份食用油進(jìn)行了分析測(cè)定，有19份檢出了殘留溶劑。其中浸出油（4級(jí)）與壓榨油（4級(jí)）的檢出率為100%，其濃度分別為10.278 mg/kg～34.732 mg/kg和3.551 mg/kg～18.574 mg/kg；浸出油（3級(jí)）與壓榨油（3級(jí)）的檢出率分別為88.88%和30%，其濃度分別為1.641 mg/kg～5.697 mg/kg和2.371 mg/kg～10.032 mg/kg；浸出油（1級(jí)）、壓榨油（1級(jí)）與調(diào)和油中均未檢出殘留溶劑，具體結(jié)果如表4所示。

圖5　加標(biāo)樣品標(biāo)準(zhǔn)圖Fig.5　Standard spiked samples

表3　加標(biāo)回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Table 3　Recoveries and relative standard deviation

表4　樣品中溶劑殘留量檢出率及檢出濃度Table 4　Concentration and positive rate of residual solvent content in edible rapeseed oil

續(xù)表4　樣品中溶劑殘留量檢出率及檢出濃度Continue table 4　Concentration and positive rate of residual solvent content in edible rapeseed oil

3　結(jié)論

為保證食品安全，我國(guó)的食用油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB 1 536-2004《菜籽油》[7]標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溶劑殘留進(jìn)行了規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用浸出工藝生產(chǎn)的1、2級(jí)植物油中不得檢出溶劑殘留，3、4級(jí)植物油中的溶劑殘留量≤50 mg/kg；采用壓榨工藝生產(chǎn)的4種級(jí)別的植物油中不得檢出溶劑殘留（注：壓榨油和1、2級(jí)浸出油的溶劑殘留量檢出值小于10 mg/kg時(shí)，視為未檢出）。由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可知，4份浸出油（4級(jí)）、1份壓榨油（3級(jí)）和2份壓榨油（4級(jí)）檢出溶劑殘留量。壓榨油中檢出溶劑殘留可能是由于企業(yè)生產(chǎn)干燥過(guò)程中的加熱溫度高，會(huì)產(chǎn)生烷烴類物質(zhì)，由于此揮發(fā)性烴類物質(zhì)的存在，檢驗(yàn)中會(huì)將此烷烴類物質(zhì)誤認(rèn)為是浸出油的“六號(hào)溶劑殘留”，從而得出壓榨食用植物油不合格的結(jié)論[8]。

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[8]張鳳梅,郭曉霖．壓榨食用植物油溶劑殘留量超標(biāo)分析[J]．農(nóng)產(chǎn)品加工,2011(12):73－74

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.23.037

收稿日期：2014-05-15

作者簡(jiǎn)介：徐清（1986—），女（漢），副主任技師，本科，研究方向：食品衛(wèi)生檢驗(yàn)。

*通信作者：李永波，女，高級(jí)工程師，研究方向：食品安全監(jiān)測(cè)和藥物分析。

Study on Methods of Residual Solvent Content in Edible Rapeseed Oil by Headspace Gas Chromatography

XU Qing，QIN Guo-fu，ZOU Ke-ting，LI Yong-bo*
（Xi'an Center For Disease Control and Prevention，Xi'an 710054，Shaanxi，China）

Abstract：A method for determination of residual solvent content in edible rapeseed oil by headspace gas chromatography was established，and 39 rapeseed oil samples were detected.DB-1701 capillary column（30 m× 0.25 mm×0.25 μm）was used for separation，a flame ionization detector（FID），the carrier gas：nitrogen；inlet temperature：200℃；detector temperature：250℃；column temperature：160℃；balance 30 min at 80℃，headspace，quantitative by external standard.There was a good linearity between the peak area and the concentration of VI solvent within 1.0 mg/kg-128.0 mg/kg，the correlation coefficients were 0.999 9，the recoveries of spiked samples at 20 mg/kg-60 mg/kg were ranged from 99.93%-100.03%，RSDs were ranged from 1.69%-3.79%，and the detection limits was 0.01 mg/kg.The method was simple，rapid and reliable.It could be applied to determine residual solvent content in edible rapeseed oil.

Key words：headspace gas chromatography；edible vegetable oils；residual solvent；food safety