離子液體輔助萃取測定油脂中常見多環(huán)芳香烴

周鑫魁，吳永寶，洪 霞，錢瀅文，鄧麗娟，高志瑩，劉 琦

(1.甘肅省商業(yè)科技研究所，蘭州 730010； 2.甘肅中商食品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測有限公司，蘭州 730010)

離子液體輔助萃取測定油脂中常見多環(huán)芳香烴

周鑫魁1，2，吳永寶1，2，洪 霞1，2，錢瀅文1，2，鄧麗娟1，2，高志瑩1，2，劉 琦1，2

(1.甘肅省商業(yè)科技研究所，蘭州 730010； 2.甘肅中商食品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測有限公司，蘭州 730010)

以1，2-二(3′-芐基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸鹽為輔助萃取劑，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽和二甲基亞砜混合液作為載體和提取溶劑，提取油脂中常見的多環(huán)芳香烴，用堿性緩沖液凈化雜質(zhì)，經(jīng)附帶熒光檢測器的高效液相色譜儀測定其含量。結(jié)果表明：目標(biāo)物在0.5～50 ng/mL范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，在1～50 ng/g加標(biāo)量下，回收率在86.8%～92.5%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.21%～2.54%之間。離子液體輔助萃取測定油脂中的常見多環(huán)芳香烴，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)固相萃取法，操作方便，檢測周期短，結(jié)果穩(wěn)定，適用于批量化檢測。

多環(huán)芳香烴；離子液體；二甲基亞砜；高效液相色譜；油脂

多環(huán)芳香烴(PAHs)是數(shù)量最多的一類致癌物，而且分布極廣，食物、空氣、土壤、水體及植物中都有存在。在食品加工過程中很容易產(chǎn)生多環(huán)芳香烴，例如油料作物在晾曬過程中很可能受到多環(huán)芳香烴污染，在浸出階段溫度過高可能產(chǎn)生多環(huán)芳香烴，在油料焙烤時(shí)也可能產(chǎn)生多環(huán)芳香烴。目前，由食品污染導(dǎo)致的疾病已成全世界最為廣泛關(guān)注的食品安全問題[1-3]。而很多國家只將苯并(a)芘列為食品有害物質(zhì)檢測的重要指標(biāo)。經(jīng)過對大量油脂及肉制樣品的檢測發(fā)現(xiàn)，大部分樣品中不僅含有苯并(a)芘，還含有萘、蒽、芘、苯并菲、二苯并蒽、苯并苝、苯并(e)芘、茚并芘等多環(huán)芳香烴化合物。上述物質(zhì)均具有致癌性或者潛在致癌性。

已公開報(bào)道的文獻(xiàn)中對多環(huán)芳香烴的檢測方法主要有高效液相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[4-5]、薄層層析法、毛細(xì)管電泳分析法，其中以高效液相色譜法應(yīng)用最為廣泛[6-8]。該方法具有進(jìn)樣分析速度快，自動化程度高，測量重復(fù)性好等特點(diǎn)。在多環(huán)芳香烴的檢測過程中，一般以正己烷或環(huán)己烷為溶劑，采用索氏提取、超聲輔助萃取、超臨界流體萃取、微波輔助萃取[9-11]、加速溶劑萃取[12]等方式將目標(biāo)物從樣品中提取出來，再用固相萃取方式凈化雜質(zhì)，操作步驟煩瑣，分析周期長，穩(wěn)定性不高，尤其是對于輕質(zhì)多環(huán)芳香烴回收率小于80%，而且回收率結(jié)果很不穩(wěn)定(RSD>5%)，不適用大批樣品的處理。所以建立一種穩(wěn)定的高回收率的樣品處理方法很有必要。

離子液體是由有機(jī)陽離子和無機(jī)陰離子組成的室溫熔融鹽體系?？梢愿鶕?jù)需要被人為地設(shè)計(jì)合成為很多特殊結(jié)構(gòu)。根據(jù)離子液體的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在分離、合成、催化等方面[13-14]。但如何將離子液體應(yīng)用在多環(huán)芳香烴的檢測中，尚未見報(bào)道。其中咪唑類離子液體常被用于萃取和富集苯及苯的衍生物等。但是咪唑環(huán)共軛程度較低，對多環(huán)芳香烴類物質(zhì)吸附效果不夠理想。而苯并咪唑類離子液體具有很強(qiáng)的共軛性，可以吸附高共軛性的物質(zhì)，但苯并咪唑類離子液體室溫下為白色固體[15]，不能有效地提取油脂樣品中的多環(huán)芳香烴。綜合上述原因，選擇將苯并咪唑類離子液體和咪唑類離子液體按一定比例混合使用，既滿足液體的流動性，也滿足對多環(huán)芳香烴的吸附性。本文在此基礎(chǔ)上建立了離子液體輔助萃取測定油脂中多環(huán)芳香烴的方法，為油脂中的多環(huán)芳香烴檢測提供方法參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

二甲基亞砜，分析純，Sigma公司；萘、蒽、芘、苯并菲、二苯并蒽、苯并苝、苯并(e)芘、苯并(a)芘、茚并芘標(biāo)準(zhǔn)品，均購于Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；乙腈，色譜純，北京百靈威科技有限公司；1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽，參考文獻(xiàn)[13]本實(shí)驗(yàn)室自主合成；1，2-二(3′-芐基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸鹽，參考文獻(xiàn)[15]本實(shí)驗(yàn)室自主合成；1-丁基-3-甲基咪唑溴化鹽，參考文獻(xiàn)[13]本實(shí)驗(yàn)室自主合成；油脂樣品，糧油市場及超市隨機(jī)大量采樣所得。

RX-Ⅱ離心機(jī)；島津20A高效液相色譜儀，島津企業(yè)管理中國有限公司；DHG-9073BS-Ⅱ電熱恒溫干燥箱；普利賽斯XB220電子天平。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 試劑準(zhǔn)備

分別稱取1，2-二(3′-芐基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸鹽1.00 g和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽49.00 g，置于雞心瓶中，加入100 mL乙腈，搖勻，充分溶解，50℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)30 min，去除乙腈，得到無色透明黏稠的液體，為混合型離子液體，備用；稱取磷酸氫二鈉1.0 g于100 mL容量瓶中，加水溶解，用1%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為9，得到磷酸鹽緩沖液，備用。

1.2.2 樣品處理

稱取油脂樣品1.00 g于離心管中，加入3 mL二甲基亞砜，1.00 mL混合型離子液體。渦旋提取2 min 后，8 000 r/min離心5 min，液體分層，上層為油脂樣品，下層為混合型離子液體與二甲基亞砜混合溶液，棄去上層的油脂，向下層加入50 mL磷酸鹽緩沖液，渦旋提取1 min后，8 000 r/min離心5 min，液體分層，取下層混合離子液體層，過0.22 μm尼龍濾膜后進(jìn)入液相色譜儀測定。

1.2.3 色譜條件

色譜柱：島津ODS-SP柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流動相：超純水-乙腈-1-丁基-3-甲基咪唑溴化鹽(體積比為20∶80∶0.5)，流速1.0 mL/min；柱溫35.0℃；0～6 min，熒光激發(fā)波長284 nm，熒光發(fā)射波長306 nm；6～16 min，熒光激發(fā)波長384 nm，熒光發(fā)射波長406 nm；進(jìn)樣量20 μL。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

用混合型離子液體為溶劑配制萘、蒽、芘、苯并菲、二苯并蒽、苯并苝、苯并(e)芘、苯并(a)芘、茚并芘混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，其中上述多環(huán)芳香烴質(zhì)量濃度在0.5～50.0 ng/mL范圍內(nèi)，在附帶熒光檢測器的高效液相色譜儀中進(jìn)行測定，得到各多環(huán)芳香烴標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 流動相選擇及分離效果

將油脂樣品按照1.2.2方法處理，按1.2.3色譜條件進(jìn)行檢測，得到相應(yīng)液相色譜圖，如圖1所示。由圖1可知，在該色譜條件下，9種多環(huán)芳香烴之間有良好的分離度，而且分析周期在16 min以內(nèi)。在已報(bào)道使用的乙腈和水的傳統(tǒng)流動相中加入1-丁基-3-甲基咪唑溴化鹽，增加流動相對多環(huán)芳香烴的溶解性，可以減少色譜峰拖尾現(xiàn)象，讓峰型更對稱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明該色譜條件能完全滿足9種多環(huán)芳香烴的檢測。

圖1 9種多環(huán)芳香烴液相色譜圖

2.2 提取溶劑及緩沖鹽的選擇

二甲基亞砜可以作為多環(huán)芳香烴類提取溶劑，但同時(shí)會溶解一些酚類、醇類、芳香羧酸類和極性較大物質(zhì)的雜質(zhì)，可能會干擾目標(biāo)物的色譜峰形狀。而混合型離子液體在一定的pH環(huán)境中對多環(huán)芳香烴類物質(zhì)有良好的富集作用，對酚類、醇類、芳香羧酸類和極性較大的物質(zhì)卻不產(chǎn)生吸附，但缺點(diǎn)是黏度很大。在提取油脂樣品時(shí)，樣品黏度很大，兩種物質(zhì)混合提取時(shí)，接觸面積有限，不利于提取的進(jìn)行。所以將離子液體與二甲基亞砜混合使用，提取油脂中的多環(huán)芳香烴，再用pH為9的磷酸鹽緩沖液洗滌離子液體與二甲基亞砜的混合液，除去酚類、芳香羧酸類和極性較大的物質(zhì)，達(dá)到凈化的效果。最后利用多環(huán)芳香烴的熒光特性，經(jīng)過高效液相色譜儀，檢測并計(jì)算出樣品中多環(huán)芳香烴的含量。

2.3 回收率實(shí)驗(yàn)

通過對實(shí)際油脂樣品做3個(gè)水平加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，每個(gè)水平做6組平行；加標(biāo)量、平均回收率及RSD如表1所示。由表1可知，該方法回收率高，9種多環(huán)芳香烴回收率在86.8%～92.5%之間，結(jié)果穩(wěn)定，RSD為1.21%～2.54%，小于3.0%，重現(xiàn)性好。這樣良好的結(jié)果基于混合型離子液體對9種多環(huán)芳香烴富集率高，而且富集倍數(shù)穩(wěn)定的特點(diǎn)?；旌闲碗x子液體之所以有這樣的特點(diǎn)，是因?yàn)?，2-二(3-芐基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸鹽的陽離子有很強(qiáng)的共軛性，對同樣具有高共軛性的多環(huán)芳香烴可以產(chǎn)生強(qiáng)烈吸附，而對極性較大的物質(zhì)，如無機(jī)鹽類、有機(jī)酚鹽類、羧酸鹽類并不產(chǎn)生吸附。

表1 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=6)

2.4 線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限實(shí)驗(yàn)

以3倍信噪比對應(yīng)的目標(biāo)物最低響應(yīng)濃度為儀器最低檢出限，根據(jù)稀釋倍數(shù)計(jì)算方法檢出限。該實(shí)驗(yàn)方法稀釋倍數(shù)為1，所以方法檢出限與儀器檢出限數(shù)值相同。各多環(huán)芳香烴線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限如表2所示。由表2可知，9種多環(huán)芳香烴質(zhì)量濃度在0.5～50.0 ng/mL之間均呈現(xiàn)良好線性關(guān)系，也可以根據(jù)所檢測油脂中多環(huán)芳香烴具體含量調(diào)整線性范圍。由于每種物質(zhì)熒光強(qiáng)度不同，儀器對其的最低檢出限也有所差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法適合痕量目標(biāo)物的測定。

表2 各組分線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.5 實(shí)際樣品適用性實(shí)驗(yàn)

在市場及超市隨機(jī)抽取30份食用油樣品，其中菜籽油6份，胡麻油6份，花生油5份，大豆油5份，橄欖油4份，花椒籽油2份，亞麻籽油2份。按照1.2.2 方法處理、1.2.3方法檢測其中多環(huán)芳香烴含量。樣品中萘、苯并(a)芘、苯并(e)芘含量較多，在0.5～35.0 ng/g范圍內(nèi)，其中3個(gè)樣品中苯并(a)芘含量超過國家標(biāo)準(zhǔn)限量10 ng/g；蒽、苯并苝、茚并芘含量次之，在0.3～3.0 ng/g范圍內(nèi)；苯并菲、芘、二苯并蒽含量最少，在0.2～1.0 ng/g范圍內(nèi)。在以上樣品中菜籽油、胡麻油中9種多環(huán)芳香烴總含量較高；花椒籽油、亞麻籽油中總含量次之；花生油、大豆油中總含量較低；橄欖油中總含量最低。

3 結(jié) 論

本方法利用二甲基亞砜和離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1，2-二(3′-芐基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑溴化鹽具有高共軛性、高富集的特性，以液-液分散萃取的方式將油脂樣品中9種多環(huán)芳香烴富集在離子液體中，再利用離子液體在不同pH環(huán)境中可以選擇性吸附特定物質(zhì)的特點(diǎn)，凈化樣品中酚類、芳香羧酸類和極性較大的物質(zhì)，最后通過附帶熒光檢測器的高效液相色譜儀測定其含量。該方法可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固相萃取技術(shù)，9種多環(huán)芳香烴回收率均穩(wěn)定，克服了固相萃取小柱凈化法對輕質(zhì)多環(huán)芳香烴回收率不高且不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，而且操作較固相萃取更簡便，更省時(shí)，符合大批量樣品的快速檢測要求。

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Determination of common polycyclic aromatic hydrocarbons in oils by ionic liquids-assisted extraction

ZHOU Xinkui1，2， WU Yongbao1，2， HONG Xia1，2， QIAN Yingwen1，2， DENG Lijuan1，2， GAO Zhiying1，2， LIU Qi1，2

(1.Gansu Institute of Business and Technology， Lanzhou 730010， China; 2.Gansu Zhongshang Food Quality Test and Detection Co.， Ltd.， Lanzhou 730010， China)

With 1，2-bis (3′-benzyl benzimidazole-yl) ethane hexafluorophosphate as auxiliary extraction agents， 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate and dimethyl sulfoxide mixture as carrier and extraction solvent， common polycyclic aromatic hydrocarbons in oils were extracted. The impurities were removed by alkaline buffer and the contents of common polycyclic aromatic hydrocarbons were determined by high performance liquid chromatography with fluorescence detector. The results showed that the object showed a good linear relationship in the range of 0.5-50 ng/mL. The recovery rates were 86.8%-92.5% with dosage of standard 1-50 ng/g and the relative standard deviations were 1.21%-2.54%. The method of determination of common polycyclic aromatic hydrocarbons in oils by ionic liquids-assisted extraction could replace the method of traditional solid-phase extraction. The method had advantages of easy operation， short test cycle and stable result， and it was suitable for batch determination.

polycyclic aromatic hydrocarbons; ionic liquids; dimethyl sulfoxide; high performance liquid chromatography; oil

2016-08-24；

2016-12-28

甘肅省科技計(jì)劃資助(1504WKCA094，1309RTSA025，1009FTGA018，1505JTCA017)

周鑫魁(1986)，男，工程師，碩士，研究方向?yàn)橛袡C(jī)合成及食品檢測(E-mail)664258985@qq.com。

吳永寶，工程師，碩士 (E-mail)654725572@qq.com。

TS225.1;TS201.6

A

1003-7969(2017)04-0081-04