制備型快速柱層析檢測(cè)煎炸油極性組分含量

薛 斌 曹文明 - 印瑜潔 -

(1. 貝雷〔上?！成锟萍加邢薰?上海 201203；2. 豐益〔上?！成锛夹g(shù)研發(fā)中心有限公司,上海 200137;3. 上海市糧食科學(xué)研究所，上海 200333) (1. Beilei〔Shanghai〕 Biotechnology Co., Ltd, Shanghai 201203, China; 2. Wilmar 〔Shanghai〕 Biotechnology Research & Development Center Co., Ltd., Shanghai 200137, China; 3. Shanghai Grain Science Research Institute, Shanghai 200333, China)

制備型快速柱層析檢測(cè)煎炸油極性組分含量

薛 斌1XUEBin1曹文明2CAOWen-ming2印瑜潔3YINYu-jie3

(1. 貝雷〔上?！成锟萍加邢薰?上海 201203；2. 豐益〔上?！成锛夹g(shù)研發(fā)中心有限公司,上海 200137;3. 上海市糧食科學(xué)研究所，上海 200333) (1.Beilei〔Shanghai〕BiotechnologyCo.,Ltd,Shanghai201203,China; 2.Wilmar〔Shanghai〕BiotechnologyResearch&DevelopmentCenterCo.,Ltd.,Shanghai200137,China; 3.ShanghaiGrainScienceResearchInstitute,Shanghai200333,China)

采用制備型快速柱層析，建立快速分離制備并檢測(cè)煎炸油中極性組分含量的技術(shù)。利用油脂極性組分專用中壓制備液相色譜技術(shù)，用專用的商品化FLASH柱為分離制備色譜柱，以體積比87∶13的石油醚—乙醚為洗脫液，洗脫液流速25 mL/min，發(fā)現(xiàn)當(dāng)非極性組分洗脫11 min時(shí)，恰好能實(shí)現(xiàn)煎炸油中極性與非極性組分的分離，且分離速度快，僅需41 min，檢測(cè)重復(fù)性RSD<5%，均優(yōu)于傳統(tǒng)人工柱層析技術(shù)，與傳統(tǒng)人工柱層析技術(shù)的相比，其相對(duì)偏差也<±6%，表明基本一致。

制備型快速柱層析；極性組分；非極性組分；煎炸油

油脂的極性組分指食用油脂的主要成分甘油三酯發(fā)生氧化或降解后產(chǎn)生的各種極性較強(qiáng)的脂質(zhì)化合物的統(tǒng)稱[1-2]。它是食用油在煎炸食品工藝條件下發(fā)生熱氧化反應(yīng)、熱聚合反應(yīng)、熱氧化聚合反應(yīng)、熱裂解反應(yīng)和水解反應(yīng),產(chǎn)生的比正常植物油分子(甘油三酯)極性大的成分,其中分解產(chǎn)生的丙烯酞胺、 多環(huán)芳烴類為致癌物[3]。極性組分的含量是目前國(guó)內(nèi)外評(píng)價(jià)食用油脂在煎炸過(guò)程中劣變程度的重要指標(biāo)[4-5]。許多國(guó)家把煎炸油中的極性組分含量(24%～27%)作為法定界限，超過(guò)一定限值的油脂必須廢棄[6]。

國(guó)內(nèi)外檢測(cè)油脂中極性組分含量的傳統(tǒng)方法是硅膠玻璃柱層析技術(shù)[7]1-8[8]，該技術(shù)完全依靠人工操作，不僅費(fèi)時(shí)(120 min)，而且精密度和準(zhǔn)確性較差[3]。所以，對(duì)于煎炸油極性組分含量的快速檢測(cè)技術(shù)，一直是研究的重點(diǎn)。當(dāng)前, 極性組分快速檢測(cè)技術(shù)主要有介電常數(shù)法、近紅外色譜法、圖像分析技術(shù)、核磁共振法等[3,9-10]。但這些快速檢測(cè)方法對(duì)油脂極性組分測(cè)定的原理尚不明確，目前一般只能作為現(xiàn)場(chǎng)快速初篩方法，尚不能作為實(shí)驗(yàn)室的仲裁檢測(cè)方法，來(lái)取代傳統(tǒng)的硅膠玻璃柱層析技術(shù)。為此，本研究擬采用制備型快速柱層析技術(shù)(又稱為中壓制備色譜技術(shù))建立煎炸油極性組分的快速檢測(cè)技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

乙醚、石油醚(沸程30～60 ℃)、丙酮、三氯甲烷、冰醋酸、95%乙醇、磷鉬酸：分析純，國(guó)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑有限公司；

海沙：化學(xué)純，國(guó)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑有限公司；

硅膠60薄層層析板：默克化工技術(shù)(上海)有限公司；

FLASH柱：EOPC20型，博納艾杰爾科技有限公司；

煎炸油脂樣品：由實(shí)驗(yàn)室用大豆油、玉米油等植物油在200 ℃左右煎炸10～50 h獲得。

1.2 儀器與設(shè)備

中壓制備液相色譜系統(tǒng)(EOPC系統(tǒng))：EOPC型，配套30 mL玻璃收集管及1 000 mL小口玻璃收集瓶，博納艾杰爾科技有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：RE-52A型，上海亞榮生化儀器廠；

分析天平：BSA224S型，精度0.000 1 g，賽多利斯公司；

真空恒溫干燥箱：YZF-6020型，上海姚氏儀器設(shè)備廠。

1.3 方法

1.3.1 煎炸油樣品的制備 取煎炸油脂樣品按照文獻(xiàn)[11]方法進(jìn)行除雜質(zhì)和脫水處理。

1.3.2 非極性組分洗脫體積的研究 以非極性組分洗脫液(石油醚與乙醚體積比87∶13)為流動(dòng)相，以25 mL/min的流速對(duì)EOPC系統(tǒng)的流動(dòng)相管路進(jìn)行潤(rùn)洗，然后取1支EOPC20型FLASH柱，連接入EOPC系統(tǒng)的流動(dòng)相管路，以同樣的非極性組分洗脫液為流動(dòng)相，25 mL/min的流速潤(rùn)洗EOPC專用FLASH柱10 min，棄去潤(rùn)洗液。

稱取1 g煎炸油樣品用5 mL石油醚溶解后，用10 mL的一次性塑料注射器吸取，并快速注射入EOPC20型FLASH柱的入口處，然后以非極性組分洗脫液為流動(dòng)相，25 mL/min 的流速對(duì)其進(jìn)行洗脫，同時(shí)啟動(dòng)EOPC系統(tǒng)的自動(dòng)部分收集器，將每1 min流出的洗脫液收集于1個(gè)試管內(nèi)，共洗脫12 min。通過(guò)EOPC系統(tǒng)的紫外檢測(cè)器，獲得200 nm 波長(zhǎng)的洗脫色譜圖。同時(shí)，將EOPC系統(tǒng)的溶劑溫度設(shè)定為10 ℃。洗脫結(jié)束后，將非極性組分洗脫液分別倒入12個(gè)相應(yīng)的、已預(yù)先中恒重的平底燒瓶。并逐個(gè)置于60 ℃水浴中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，再置于45 ℃、-0.1 MPa下徹底烘干后，于干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱重。所得每個(gè)平底燒瓶的質(zhì)量減去先前相應(yīng)空白平底燒瓶的質(zhì)量，即為其所對(duì)應(yīng)的非極性組分的質(zhì)量。

1.3.3 極性組分的洗脫和收集 在非極性組分洗脫結(jié)束后，立即改用極性組分洗脫液(丙酮與乙醚體積比4∶6)進(jìn)行洗脫，洗脫時(shí)間20 min，其它洗脫條件同“1.3.2”。全部洗脫液收集于1 000 mL小口玻璃收集瓶?jī)?nèi)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和真空干燥操作同1.3.2，獲得煎炸油樣品的極性組分。

1.3.4 分離效果薄層色譜的驗(yàn)證 將1.3.2中獲得的所有非極性組分合并為油脂的非極性組分，按照文獻(xiàn)[7]6中方法，對(duì)其進(jìn)行薄層色譜的驗(yàn)證。

2 結(jié)果與分析

2.1 非極性組分洗脫時(shí)間的確定

由圖1可知，非極性組分需11 min才能充分地洗脫，其中大部分的非極性組分在6 min內(nèi)都已洗脫，但在6～11 min時(shí)，仍有少量的非極性組分洗脫，雖然量很小，但會(huì)使最終的薄層色譜驗(yàn)證時(shí)產(chǎn)生如圖3(b)所示的不合格分離結(jié)果。所以，為了保障非極性組分充分的洗脫，將非極性組分洗脫時(shí)間定為11 min。

圖1 非極性組分洗脫時(shí)間-洗脫質(zhì)量關(guān)系曲線圖Figure 1 Curve of relation between elution time & elution mass during non-PCs elution

對(duì)比圖1、2，發(fā)現(xiàn)二者的曲線十分相似，說(shuō)明以200 nm為檢測(cè)波長(zhǎng)時(shí)，非極性組分洗脫的紫外色譜圖可反映非極性組分的質(zhì)量洗脫情況。

圖2 制備型快速柱層析洗脫非極性組分的200 nm 波長(zhǎng)色譜圖

Figure 2 Chromatogram of non-polar compounds in 200 nm eluted by preparative FLASH chromatography

2.2 分離效果薄層色譜驗(yàn)證的結(jié)果

按照文獻(xiàn)[7]6中的相關(guān)技術(shù)要求，采用薄層色譜技術(shù)對(duì)分離獲得的非極性組分和極性組分的準(zhǔn)確性和有效性進(jìn)行驗(yàn)證。發(fā)現(xiàn)當(dāng)非極性組分的洗脫時(shí)間為11 min時(shí)，分離成功，獲得的油脂非極性組分和極性組分的薄層色譜見(jiàn)圖3(a)。若非極性組分洗脫時(shí)間縮短，就會(huì)出現(xiàn)圖3(b)的情況，表明對(duì)油脂的非極性組分的洗脫不夠，有少量的非極性組分與后續(xù)的極性組分共洗脫，使極性組分的測(cè)定值偏高。若非極性洗脫時(shí)間延長(zhǎng)，則獲得薄層色譜圖會(huì)出現(xiàn)圖3(c)的情況，表明有少量的極性較弱的組分隨著非極性組分一同被洗脫，使極性組分的測(cè)定值偏低。所以最佳的洗脫時(shí)間為11 min。

1. 非極性組分 2. 極性組分圖3 油脂極性組分和非極性組分薄層色譜圖Figure 3 Thin-layer chromatogram of polar compounds and non-polar compounds

2.3 制備型快速柱層析法與傳統(tǒng)人工柱層析法測(cè)定結(jié)果的比對(duì)

取8個(gè)極性組分含量不同的煎炸油脂樣品，以傳統(tǒng)人工柱層析法[7]1-8的檢測(cè)結(jié)果為基準(zhǔn)，計(jì)算制備型快速柱層析法檢測(cè)值的相對(duì)偏差，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1制備型快速柱層析法與人工柱層析法測(cè)定煎炸油脂極性組分含量結(jié)果的比對(duì)

Table 1 Comparison of preparative FLASH chromatogra-phy and traditional column chromatography for detecting PCs in frying oils %

由表1可知，與傳統(tǒng)人工柱層析法相比，制備型快速柱層析法的煎炸油極性組分含量檢測(cè)值的相對(duì)偏差均小于±6%，表明這2種方法的檢測(cè)結(jié)果基本一致。

2.4 制備型快速柱層析法與傳統(tǒng)人工柱層析法測(cè)定結(jié)果重復(fù)性的比較

取3個(gè)極性組分含量不同的煎炸油樣品，分別采用傳統(tǒng)人工柱層析法和制備型快速柱層析法進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)行5次平行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2、3。

表2 制備型快速柱層析法的重復(fù)性數(shù)據(jù)Table 2 Repeatability of preparative FLASH chromatography %

表3 人工柱層析法的重復(fù)性數(shù)據(jù)Table 3 Repeatability of traditional column chromatography %

由表2、3可知，對(duì)于相同的極性組分含量水平的煎炸油，制備型快速柱層析法檢測(cè)結(jié)果的重復(fù)性要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的人工柱層析法，其重復(fù)性RSD<5%。

3 結(jié)論

采用制備型快速柱層析技術(shù)，以體積比為87∶13的石油醚—乙醚為非極性組分洗脫液，流速25 mL/min，以EOPC專用FLASH柱為分離色譜柱，通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化，確定分離煎炸油中非極性組分最佳的洗脫時(shí)間為11 min，實(shí)現(xiàn)了在40 min左右對(duì)油脂中極性組分和非極性組分的快速分離，建立了制備型快速柱層析檢測(cè)油脂中極性組分含量的方法。

與傳統(tǒng)的硅膠玻璃柱層析技術(shù)相比，采用制備型快速柱層析技術(shù)來(lái)分離檢測(cè)煎炸油的極性組分含量，不僅時(shí)間短(僅需41 min)，還實(shí)現(xiàn)了極性組分的自動(dòng)化分離，提高了檢測(cè)的精密度和準(zhǔn)確性，更為重要的是，其對(duì)極性組分的分離檢測(cè)整理與傳統(tǒng)的硅膠玻璃柱層析技術(shù)的基本相同，完全可取代傳統(tǒng)的硅膠玻璃柱層析技術(shù)，作為實(shí)驗(yàn)室快速檢測(cè)煎炸油極性組分含量的仲裁方法。

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DetectthecontentofpolarcomponentsinfryingoilsbypreparativeFLASHchromatography

A fast method of separating and detecting the polar compounds in frying oils by preparative FLASH chromatography was established in this study. Applying the EOPC type medium pressure liquid preparative chromatography system as hardware platform and EOPC-specified FLASH column as separation & preparation column, petroleum ether∶diethyl ether(87∶13) as elution solvent, 25 min/min as flow speed, we found polar components(PCs) and non-polar components(non-PCs) in frying oils could be separated properly when elution time of non-PCs was 11min. Separation speed was fast, as the time took by preparative FLASH chromatography was only 41 min, repeatability RSDs of preparative FLASH chromatography were no more than 5%, which were both better than that of traditional manual column chromatography. The results acquired by preparative FLASH chromatography were almost equal to those acquired by traditional manual column chromatography, as their relative deviations were within ±6% according to the results acquired by traditional manual column chromatography.

preparative FLASH chromatography; polar components(PCs); non-polar components(non-PCs); frying oils

薛斌(1981—)，男，貝雷(上海)生物科技有限公司高級(jí)工程師，本科。E-mail：xuebin250@163.com

2017—06—03

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.09.016