離子色譜法測定食用油中總氯方法的研究

史曉梅　楊永壇　楊悠悠　苗雨田

(中糧營養(yǎng)健康研究院；營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點實驗室，北京　102209)

食用油脂作為三大營養(yǎng)素之一，是人類膳食的重要組成部分，也是人體內(nèi)重要的能源和營養(yǎng)源，是消費者必不可少的日常消費品。在食用油的生產(chǎn)加工過程中會形成一種叫3-氯丙醇酯(3-MCPD酯)的危害物，當3-MCPD 酯在有關(guān)酶的作用下，會水解生成游離的3-氯丙醇(3-MCPD)，3-MCPD是“可能的人類致癌物”[1-2]。氯是在食用油加工過程形成3-MCPD酯非常重要的影響因素之一，在食用油生產(chǎn)加工過程中氯的來源也十分廣泛，首先在油料作物的生長過程中，土壤中的含氯無機鹽類以及噴施的有機氯農(nóng)藥，都有可能殘留在油料種子中而在食用油的加工過程中部分轉(zhuǎn)移到油脂中。此外在食用油加工過程中使用的原材料、輔料以及包裝材料，都會有氯的存在及產(chǎn)生[3-4]。目前還沒有明確的理論來說明3-MCPD酯如何形成，因而進行食用油中總氯含量的測定研究，能夠為3-MCPD酯的形成機理提供依據(jù)支持，此外對于食用油安全指標的評價及產(chǎn)品質(zhì)量的控制也具有重要意義[5]。

目前還沒有食用油中總氯含量測定的相關(guān)標準，但GB 5413.24—2010《食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中氯的測定》中采用滴定法測定嬰幼兒食品和乳品中的氯含量。在相關(guān)文獻中不同樣品中總氯的測定多是通過測定氯離子，常用的方法有滴定法、離子選擇電極法、近紅外光譜法、元素分析法等[6-9]。離子色譜法因其靈敏度高和選擇性好，已較多的應用于總氯的測定[10-11]。在樣品前處理技術(shù)中，許多報道使用純水或氫氧化鈉溶液提取樣品，其中純水提取又包括常溫純水提取和熱水浸提法兩種模式[12-13]，但是這些提取方式僅能提取附著在食用油樣品中的游離氯離子，或者叫無機氯離子。如果要真實反應食用油中的總氯含量情況，需要將食用油樣品進行徹底處理，干法灰化法和氧瓶燃燒法即是目前測定總氯的常用處理方法。干法灰化法是先在高溫下使樣品被緩慢加熱，然后以恒定高溫徹底灰化樣品，這樣待測樣品被完全分解和灰化，然后再用適當?shù)娜軇┤芙饣一Ｏ碌臉悠窔堅M行測定[14]。氧瓶燃燒法是將樣品放入氧瓶中，通入氧氣高溫燃燒數(shù)秒后待測元素直接轉(zhuǎn)換為氣體或離子，使用吸收液將氣體吸收后直接轉(zhuǎn)化為待測離子進行測定[15]。

本研究采用離子色譜法測定食用油中的總氯，在樣品前處理部分使用氧化鈣為保護劑，分別經(jīng)過高溫緩慢加熱及恒溫馬弗爐高溫加熱后，用去離子水超聲浸提殘渣，樣品溶液過IC Na柱后分析測定樣品的總氯含量。這樣才能夠有效處理食用油樣品，然后準確測定其中的總氯含量，用以滿足不同的實際需求以及提供理論的數(shù)據(jù)支持，為食用油中總氯含量的測定提供快速準確的方法。

1　材料與方法

1.1　材料與試劑

氯離子標準溶液：1 000 mg/L，Cl-(NaCl)，美國o2si標準品公司；IC Na柱：天津博納艾杰爾公司；氧化鈣：分析純，美國Sigma公司；大豆油、花生油和玉米油：市售，未經(jīng)過精煉的大豆油原油和玉米油原油。

1.2　儀器與設備

Dionex ICS-5000型離子色譜儀：美國戴安公司；BSA 224S-CW電子天平：德國賽多利斯集團；去離子水系統(tǒng)：默克化工技術(shù)(上海)有限公司；QL-902旋渦混合器：海門其林貝爾儀器制造有限公司；箱式電阻爐(馬弗爐)：上海一恒科技有限公司；SB-3200 DTDN超聲波清洗機：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.3　樣品前處理

準確稱取食用油樣品2.00 g，置于50 mL坩堝中，加入0.50 g CaO 粉末，充分混勻后先使用高溫進行緩慢加熱炭化，待不冒煙后轉(zhuǎn)入馬弗爐中進行灰化，550 ℃加熱3 h，降溫冷卻后用10 mL去離子水將樣品殘渣轉(zhuǎn)入50 mL 離心管中，這樣食用油樣品中的總氯直接全部轉(zhuǎn)換為氯離子，超聲10 min后將樣品溶液過IC Na柱進行凈化除金屬離子，然后使用離子色譜儀測定氯離子含量。同時按上述相同步驟不加樣品，做一空白實驗，實驗所用去離子水中氯離子含量小于0.01 mg/L或者未檢出。

1.4　儀器條件

色譜柱：AG19(4 mm×50 mm)陰離子保護柱，IonPacTMAS19 型分析柱(4 mm×250 mm)；色譜條件：淋洗液濃度為25.0 mmol/L的KOH 溶液，流動相流速：1.0 mL/min，采樣時間：10 min，柱溫：30 ℃，進樣量：25 μL，外標法定量。氯離子標準溶液色譜圖見圖3。

2　結(jié)果與討論

2.1　前處理條件的優(yōu)化

在測定食用油中的總氯時，食用油需要經(jīng)過高溫處理，如果不加入保護劑，食用油中的氯將會損失嚴重，因而無法準確測定總氯的含量。當添加保護劑時，可以有效防止食用油因高溫而產(chǎn)生的油滴飛濺，保護劑的用量也需要控制在合理的范圍，才能將食用油樣品進行充分的高溫灰化，以準確測定總氯的含量。本研究選取氧化鈣作保護劑，經(jīng)比較不同氧化鈣用量和稱樣量比例對于加標回收率影響，最終選擇氧化鈣用量0.5 g：稱樣量2.00 g(1∶4)。

注：1～7分別代表2∶1(2g∶1g),1∶1(1g∶1g),1∶2(1g∶2g),1∶4(0.5g∶2g),1∶6(0.5g∶3g),1∶10(0.2g∶2g),1∶15(0.2g∶3g)。圖1　不同氧化鈣用量和稱樣量比例對加標回收率影響

當食用油被完全灰化后需要使用去離子水提取殘渣，研究中比較了不同稱樣量和提取溶劑體積比例對于加標回收率的影響。在提取方式上，實驗以快速提取為原則，選擇超聲波輔助提取方式，儀器設備簡單易操作，所需時間小于30 min。由圖2中的實驗結(jié)果得出，采用10 mL去離子水提取2.00 g食用油樣品的提取效果最佳。

注：1～5分別代表1∶1(2 g∶2 mL),1∶2.5(2 g∶5 mL),1∶4(2 g∶8 mL),1∶5(2 g∶10 mL),1∶10(2 g∶20 mL)。圖2　不同稱樣量和提取溶劑比例對加標回收率影響

2.2　線性范圍和檢出限

使用去離子水將1 000 mg/L的氯離子標準溶液逐級稀釋至濃度為0.02、0.1、0.5、1.0、5.0 mg/L的標準溶液，按照1.4的條件進行測定，氯離子的保留時間為4.910 min，以氯離子的質(zhì)量濃度對相應的信號值繪制標準曲線，得到氯離子標準溶液的線性方程為Y=0.249 9X，相關(guān)系數(shù)為0.999 8，以S/N=3計算檢出限(LOD)為0.003 mg/L。氯離子標準溶液色譜圖見圖3。

圖3　氯離子標準溶液色譜圖(4 mg/L)

2.3　回收率和精密度

本方法測定食用油中總氯含量，同時在高溫處理樣品前后均向待測樣品中加入已知量的氯離子標準溶液，按照1.3步驟進行低、中、高3個濃度的加標回收實驗(n=6)，回收率結(jié)果見表1。

表1　食用油中總氯含量及其加標回收率

2.4　實際樣品分析

采用研究中建立的方法對5種食用油樣品進行測定，測定值見表2，樣品中均能檢測出總氯。玉米油比玉米油原油中總氯含量稍高，大豆油比大豆油原油中總氯含量稍高，這可能與食用油在加工過程中有氯的引入有關(guān)[16]。

表2　不同食用油樣品總氯含量和3-氯丙醇酯測定值

注：*3-氯丙醇酯的測定值見參考文獻[17]。

3　結(jié)論

本研究建立了離子色譜法測定食用油中的總氯含量，前處理方法中優(yōu)化了干法灰化法的氧化鈣用量，在樣品提取步驟優(yōu)化了提取溶劑用量，能夠準確反應食用油樣品中總氯含量情況。氯離子的檢出限是0.003 mg/L，方法的靈敏度能滿足國內(nèi)外要求。在1.0～4.0 mg/L的添加水平時，平均回收率是83.1%～90.3%，相對標準偏差(n=6)在4.07%～10.64%。該研究不僅提供了一種簡便準確的測定食用油中總氯含量的方法，此外實驗數(shù)據(jù)的獲得能夠為研究3-MCPD酯的形成提供依據(jù)支持。

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