油料油脂酚類化合物測定中樣品前處理技術的研究進展

郎呼呼，張良曉，李培武，李 季，喻 理，張 奇

(1.中國農業(yè)科學院油料作物研究所，湖北 武漢 430062；2.農業(yè)部油料作物生物學與遺傳改良重點實驗室，湖北 武漢 430062；3.農業(yè)部油料作物風險評估重點實驗室(武漢)，湖北 武漢 430062；4.農業(yè)部生物毒素檢測重點實驗室，湖北 武漢 430062；5.農業(yè)部油料及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心，湖北 武漢 430062；6.中國地質大學(武漢) 材料與化學學院，湖北 武漢 430074)

油料油脂酚類化合物測定中樣品前處理技術的研究進展

郎呼呼1,6，張良曉1,3,5*，李培武1,3,4,5*，李 季6，喻 理1,2,5，張 奇1,4,5

(1.中國農業(yè)科學院油料作物研究所，湖北 武漢 430062；2.農業(yè)部油料作物生物學與遺傳改良重點實驗室，湖北 武漢 430062；3.農業(yè)部油料作物風險評估重點實驗室(武漢)，湖北 武漢 430062；4.農業(yè)部生物毒素檢測重點實驗室，湖北 武漢 430062；5.農業(yè)部油料及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心，湖北 武漢 430062；6.中國地質大學(武漢) 材料與化學學院，湖北 武漢 430074)

該文主要綜述了油料油脂酚類化合物測定中的樣品前處理技術研究進展，包括液液萃取、超聲波輔助萃取、微波輔助萃取、超臨界流體萃取、固相萃取以及磁固相萃取等。比較了不同前處理技術的優(yōu)缺點，并對油料油脂酚類化合物測定中樣品前處理技術研究趨勢進行了展望。

食用植物油；油料；酚類化合物；前處理技術；綜述

食用植物油是人們日常生活飲食必需品，富含不飽和脂肪酸、植物甾醇、生育酚及酚類化合物等，對人體健康起著關鍵性作用。其中，酚類化合物具有良好的抗氧化性、抗癌性、抗炎性，能有效清除人體自由基，預防和治療冠心病、動脈粥樣硬化等[1-6]。食用植物油及油籽中酚類化合物一般屬于痕量成分，因此需合適的前處理技術進行純化和富集。目前，食用植物油及油籽中酚類化合物的提取方法主要有液液萃取、超聲波輔助萃取、微波輔助萃取、超臨界流體萃取、固相萃取及磁固相萃取等。本文對油料油脂酚類化合物的前處理技術研究進展進行了綜述。

1 液液萃取法

液液萃取法(Liquid-liquid extraction，LLE)基于分析物在各溶劑中的分配比例不同進行萃取。裴夢雪等[7]采用LLE法提取橄欖油中酚類化合物，發(fā)現(xiàn)當甲醇-水體積分數(shù)為60%、提取時間為60 min、料液比為2 mL/g、反復萃取3次后獲得的酚類含量最高；Artajo等[8]利用LLE法分別提取橄欖油、橄欖渣和橄欖醬中酚類化合物，發(fā)現(xiàn)橄欖油中的酚類化合物含量最高，具有良好的營養(yǎng)價值；del Monaco等[9]采用甲醇-1% HCl溶液(7∶3，體積比)萃取不同地區(qū)橄欖油中的酚類物質，發(fā)現(xiàn)莫利塞區(qū)域橄欖油的酚類含量最高，抗氧化性最強；另外，Becerra-Herrera等[10]采用改進后的LLE法提取橄欖油中酚類化合物，方法的樣品量、有機溶劑、萃取時間均明顯減少，且回收率保持在90%，基質影響小，是一種可靠的新型分析方法。LLE方法具有裝置簡單、操作容易等特點，但需消耗大量有機溶劑，且對實驗者健康不利，具有一定局限性。

2 超聲波輔助萃取法

超聲波輔助萃取法(Ultrasonic-assisted extraction，UAE)是利用超聲波強烈的空化效應、機械效應及熱效應使細胞組織破壞，然后分析物被有機溶劑直接萃取出來。張佰清等[11]利用UAE法提取芝麻中芝麻素,并結合響應曲面法優(yōu)化最佳萃取條件，當提取時間為33 min，料液比為1∶15，提取溫度為60 ℃，超聲波功率為330 W時，芝麻素的萃取得率高達56.56 mg/g；盧曉霆等[12]采用UAE法提取葡萄籽中酚類營養(yǎng)成分，并結合響應曲面法探討了液料比、超聲時間、超聲功率和超聲溫度對萃取效率的影響。結果表明，當液料比為13∶1 mL/g，萃取時間為100 min，超聲功率為36 W，超聲溫度為45 ℃時，酚類化合物的提取量高達17.22 mg/g；Chen等[13]采用UAE法提取大豆油渣中異黃酮類化合物，對物料比、提取時間、超聲功率進行優(yōu)化后，獲得高含量的異黃酮，證明大豆具有良好的營養(yǎng)價值；此外，Ghafoor等[14]采用UAE法提取葡萄籽中酚類營養(yǎng)成分，并結合中心復合旋轉設計(CCRD)對萃取溶劑、萃取溫度、萃取時間進行條件優(yōu)化，結果表明當乙醇含量為53.06%，萃取溫度為53.13 ℃，萃取時間為29.49 min時，花青素的含量最高，為2.28 mg/mL，與實際測定值2.29 mg/mL相吻合，是一種可行的前處理方法。UAE方法操作簡單，設備成本低，能加快萃取進程等，但需消耗大量有機溶劑。

3 微波輔助萃取法

微波輔助萃取(Microwave-assisted extraction，MAE)是利用高頻電磁波穿透萃取介質使目標化合物與基體分離的過程，這種方式能保持分析物的原本形態(tài)。同時，微波具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性等，因此，該方法有機溶劑用量少、步驟簡單、萃取效率高，被稱為“綠色提取工藝”，但其影響因素多，如萃取溶劑、萃取溫度、萃取時間、溶液pH值等。呂杰等[15]采用MAE法提取油茶籽酚類化合物，并結合響應曲面法進行條件優(yōu)化。結果表明，當微波功率為800 W，提取時間為35 s，料液比為1∶16時，萃取效率最高；陳志強等[16]采用MAE法提取黑芝麻中芝麻素，通過正交設計確定最佳萃取條件：提取液為90%乙醇、料液比為1∶8(g/L)、微波功率為700 W、萃取時間為9 min；Ballard等[17]采用MAE法提取花生皮中白藜蘆醇，利用響應曲面法優(yōu)化出最佳萃取條件，當微波功率為90%，微波時間為30 s，物料為1.5 g時，目標物萃取量最大，成功建立了花生皮中白藜蘆醇的提取方法；Beejmohun等[18]采用MAE法提取亞麻籽中木酚素等酚類化合物，考察了微波功率、提取時間和堿處理對萃取效率的影響。結果表明，萃取時間僅需3 min，與傳統(tǒng)液液萃取法相比，該方法更加高效。

4 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取法(Supercritical fluid extraction，SFE)是以超臨界流體為溶劑，利用其氣、液兩重性特點，在高溫高壓條件下調節(jié)組分溶解度和溶劑選擇性，從而分離目標化合物的方法。此方法萃取效率高，無有機溶劑殘留，對環(huán)境污染小。但萃取目標物的種類具有局限性，前處理繁瑣，設備成本高。張艷軍等[19]采用超臨界CO2流體萃取法提取花椒中黃酮類化合物，結果顯示當提取壓力為35 MPa，溫度為50 ℃，時間為150 min，物料比為4.0 mL/g時，萃取效率最高(可達19.6%)，是一種簡單、快捷、經濟、環(huán)保的提取工藝；任彥榮等[20]采用超臨界CO2流體萃取法提取大豆中異黃酮類化合物，并結合均勻設計法考察萃取壓力、萃取時間、萃取溫度及藥材粒度4種因素對大豆異黃酮提取率的影響，確定最佳萃取壓力為45 MPa、萃取溫度50 ℃、萃取時間 4 h、藥材粒度40目。Ghafoor等[21]利用超臨界流體萃取法提取葡萄籽中酚類化合物，并結合正交設計法和響應曲面法考察了壓力和乙醇(改性劑)對提取率的影響，發(fā)現(xiàn)葡萄籽中2-(4-羥苯基)乙醇含量為207～65 688 μg/mL；另外，Rempel等[22]利用超臨界CO2流體萃取菜籽餅粕的油，考察了壓力、溫度、共溶劑對油中酚類化合物含量的影響，結果表明該法能有效保留多酚化合物，是一種可行的前處理方法。

5 固相萃取法

固相萃取法(Solid-phase extraction，SPE)根據(jù)固相填充材料對目標物的吸附力大于樣品基液，當樣品過柱時，目標物被填料吸附，通過合適的洗脫溶劑將目標物洗脫下來，從而達到分離和富集的效果。與傳統(tǒng)液液萃取法相比，SPE法可選擇性吸附目標物，有效避免基質影響，溶劑耗量少，靈敏度高，且能自動化，避免外界干擾。但SPE小柱成本高，柱填料不具通用性和重復使用性。羅凡等[23]利用固相萃取/高效液相色譜分析法，建立了茶油中23種酚類物質的同步檢測技術。其線性范圍為0.059～9.115 μg/g，檢出限為0.041～0.379 μg/g，相對標準偏差(RSD)為0.7%～10.1%，平均回收率為72%～101%。該方法準確、可靠，適于茶油中酚類化合物的檢測。陳鳳香等[24]利用SPE法提取芝麻油中芝麻素、芝麻林素和細辛素3種芝麻木脂素含量。優(yōu)化條件下，芝麻素、芝麻林素和細辛素的平均回收率為97.8%、98.1%和98.9%，平均RSD為2.24%、2.30%和2.81%，是一種快速、簡便、準確和重復性好的木脂素提取方法；Garrido等[25]使用Diol cartridges固相萃取小柱提取食用油中8種酚類化合物，回收率為70%～111%，通過測定不同食用植物油發(fā)現(xiàn)，橄欖油中這些酚類物質含量最高，而葵花油最低；另外，de la Torre-Carbot等[26]利用SPE法結合高效液相色譜-質譜聯(lián)用儀建立了初榨橄欖油中23種酚類化合物的分析方法，該方法具有良好的回收率、精密度及線性范圍，是一種可行的分析方法。

6 磁固相萃取法

磁固相萃取(Magetic-solid phase extraction,M-SPE)基于傳統(tǒng)液-固色譜理論，將磁性材料作為固相萃取吸附劑。在萃取過程中，磁性吸附劑直接添加到樣品溶液中，目標物吸附在材料表面后，舍棄樣品液，然后通過適當?shù)南疵撊軇⒛繕宋锱c材料分離。該方法步驟簡單、效率高、成本低，適用于樣品前處理，被譽為“21世紀分離富集領域的革命性技術”。吳嬈等[27]利用四氧化三鐵-羧基化多壁碳納米管復合材料富集紫蘇籽油中11種酚類化合物，回收率為79.6%～121.5%，RSD為0.06%～13.2%，方法操作簡單，準確可靠；Shi等[28]基于四氧化三鐵/石墨烯復合材料對樣品進行預處理，結合超高效液相色譜-三重四極桿串聯(lián)質譜建立了葵花籽中新煙堿類農藥和植物油中酚酸的檢測方法，該方法的回收率為74.3%～119.1%，RSD為1.66%～2.86%，是一種可行的新型分析方法；Wu等[29]利用磁固相萃取法提取芝麻油中23種酚類化合物，通過優(yōu)化吸附劑用量、萃取時間、洗脫溶劑種類和用量等多種因素獲得最佳萃取條件，其回收率為83.8%～125.9%；Ma等[30]基于磁性親水性碳納米管復合材料，成功提取出食用植物油中反式白藜蘆醇，通過優(yōu)化吸附劑用量、洗脫溶劑種類和體積等獲得了最高萃取效率，其回收率為90.0%～110.0%。結果表明，僅花生油中含有反式白藜蘆醇，含量為8～103 μg/kg。綜上所述，磁固相萃取法是一種可行的前處理方法，適用于食用植物油及油籽中酚類化合物的提取。

7 總結與展望

表1從樣品量、溶劑耗量、萃取時間、萃取效率、萃取種類、設備成本、材料重復使用率等多個指標考察了上述前處理技術的優(yōu)缺點。由表可知，磁固相萃取技術所需溶劑少、操作簡單、萃取效率高、經濟、環(huán)保，能快速實現(xiàn)食用植物油及油籽樣品中酚類痕量化合物的純化與富集，是一種更高效的前處理方法。

表1 6種前處理方法的優(yōu)缺點比較Table 1 The comparison of advantages and disadvantages for six pretreatment methods

*:no data

由于油料油脂中酚類化合物含量多較低，其提取方法多采用液液萃取、超聲波輔助萃取、微波輔助萃取、超臨界流體萃取、固相萃取及磁固相萃取等。其中，液液萃取、超聲波輔助萃取、微波輔助萃取、超臨界流體萃取等屬于傳統(tǒng)萃取法，這些方法消耗大量樣品和有機溶劑的同時，還帶來了復雜的基質，對檢測樣品中痕量成分影響較大。針對這些問題，液液萃取-固相萃取等串聯(lián)方法成為該領域的發(fā)展方向[31]。固相萃取能對目標分析物進行選擇性吸附，復雜樣品進行純化和富集后，結合儀器能實現(xiàn)更加靈敏、準確的定性定量分析。而磁固相萃取技術是基于固相萃取，結合新型磁性復合材料發(fā)展的一種新型前處理方法，具有更加簡單、高效、經濟和環(huán)保等優(yōu)勢，成為油料油脂中酚類化合物提取研究的發(fā)展趨勢。

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Research Progress on Pretreatment Technologies in Determination of Phenolic Compounds in Oilseeds and Edible Oils

LANG Hu-hu1,6，ZHANG Liang-xiao1,3,5*，LI Pei-wu1,3,4,5*，LI Ji6，YU Li1,2,5，ZHANG Qi1,4,5

(1.Oil Crops Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430062,China;2.Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Oil Crops,Ministry of Agriculture,Wuhan 430062,China;3.Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Oilseed Products(Wuhan),Ministry of Agriculture,Wuhan 430062,China; 4.Key Laboratory of Detection for Mycotoxins,Ministry of Agriculture,Wuhan 430062,China; 5.Quality Inspection and Test Center for Oilseed Products,Ministry of Agriculture,Wuhan 430062,China; 6.Faculty of Materials Science and Chemistry,China University of Geosciences(Wuhan),Wuhan 430074,China)

The research progress on pretreatment technologies in determination of phenolic compounds in edible vegetable oil and oilseeds was mainly summarized,such as liquid-liquid extraction,ultrasonic-assisted extraction,microwave-assisted extraction,supercritical fluid extraction,solid phase extraction and magnetic solid phase extraction.Advantages and disadvantages of these technologies were compared and analyzed.The trends and future perspectives of pretreatment technologies for phenolic compounds in edible vegetable oil and oilseeds were also discussed.

edible vegetable oil; oilseeds; phenolic compounds; pretreatment;review

O625.3; G353.11

:A

：1004-4957(2017)09-1166-05

2017-04-13；

：2017-05-20

國家農產品質量安全風險評估重大項目(GJFP2017001，GJFP2017015-02)；農業(yè)部、財政部專項課題“國家油菜現(xiàn)代產業(yè)技術體系建設”(批準號:CARS-13)；中央級科研院所基本科研業(yè)務費專項(1610172017008)

*

：張良曉，博士，副研究員，研究方向：食用植物油質量安全與營養(yǎng)，Tel：027-86711839，E-mail：liangxiao_zhang@hotmail.com 李培武，博士，二級研究員，研究方向：農產品質量安全與風險評估，Tel：027-86812862，E-mail：peiwuli@oilcrops.cn

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.09.020