HS-GC-FID法測(cè)定豆粕中6種溶劑殘留

曉玲

(1.舟山出入境檢驗(yàn)檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心，舟山 316021；2. 浙江海洋大學(xué)，舟山 316000)

豆粕(soybean meal)是大豆提取豆油后富含蛋白副產(chǎn)品，可用作加工牲畜與家禽飼料主要原料，亦可用于制作糕點(diǎn)食品，健康食品、化妝品及抗菌素的生產(chǎn)原料[1，2]。近幾年來(lái)被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及食品加工行業(yè)[3，4]。溶劑浸出法是目前制取大豆油的最常用工藝，常見提取溶劑為6號(hào)溶劑(烷烴類化合物)，主要成分包括：2,2-二甲基丁烷(2,2-DB)、2-甲基戊烷(2-MP)、3-甲基戊烷(3-MP)、正己烷(NH)、甲基環(huán)戊烷(MCP)及環(huán)己烷(CH)。該工藝常造成豆粕中烷烴類溶劑殘留，將對(duì)食品安全造成非常不利的影響[5，6]，殘留溶劑可能損傷人體神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等。

目前, 國(guó)內(nèi)關(guān)于食用油中殘留溶劑的測(cè)定文獻(xiàn)報(bào)道較多[7-9]，現(xiàn)有研究大多對(duì)食用油或粕中有機(jī)溶劑的總殘留量進(jìn)行分析。粕類中溶劑殘留量分析研究亦有報(bào)道，如：辛鳳鮮[10]進(jìn)行了氣相色譜測(cè)定豆粕殘留溶劑條件的研究，董曉麗[11]等運(yùn)用頂空氣相色譜法測(cè)定了豆粕中甲醇、乙醇和異丙醇三種殘留溶劑含量，馬靈飛[12]等對(duì)葵花籽粕中6號(hào)溶劑殘留量的頂空-氣相色譜法測(cè)定方法進(jìn)行了優(yōu)化。食品安全問(wèn)題愈來(lái)愈嚴(yán)峻，豆粕作為飼料及食品的重要來(lái)源，研究殘留溶劑的詳細(xì)組分大勢(shì)所趨。因此，本實(shí)驗(yàn)建立了一種操作簡(jiǎn)單、定量準(zhǔn)確、靈敏度較高的測(cè)定新方法，采用HS-GC-FID法對(duì)豆粕主要存在的6種殘留溶劑行定量分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與材料

Agilent 7890B氣相色譜儀(美國(guó)Agilent公司)；7697A頂空進(jìn)樣器(美國(guó)Agilent公司)；Milli-Q超純水儀(美國(guó)Millipore公司)；XS105電子天平(瑞士Metler-Toledo公司)；CT193旋風(fēng)磨(丹麥FOSS公司)；OGS180烘箱(美國(guó)Thermo公司)。

2,2-二甲基丁烷(德國(guó)DR，批號(hào)：A3170005，純度：≥97.0%)；2-甲基戊烷(日本TCI，批號(hào)：UFU8O-MC，純度：>98.0%)，3-甲基戊烷(日本TCI，批號(hào)：C75DB-BE，純度：>99.0%)；正己烷(德國(guó)DR，批號(hào)：115350，純度：99.3%)；甲基環(huán)戊烷(北京百靈威公司，批號(hào)：LHC0P58，純度：98%)；環(huán)己烷(德國(guó)DR，批號(hào)：100144，純度：99.9%)；N,N-二甲基乙酰胺(國(guó)藥集團(tuán)，批號(hào)：20170628，純度99.8%)；水為超純水。

豆粕樣品為出口企業(yè)送檢本實(shí)驗(yàn)室的樣品。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

用N,N-二甲基乙酰胺作為溶劑，配制濃度分別為100 mg/L和10 mg/L的6種溶劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，4℃避光保存。

1.3 樣品制備

樣品前處理：取豆粕樣品約500 g，采用CT193旋風(fēng)磨充分研磨均勻，裝入潔凈容器中，密封備用。

空白樣品制備：將研磨均勻的粉末樣品平鋪于托盤中放入烘箱，90℃烘12小時(shí)。裝入潔凈容器中，密封，放置于干燥箱中冷卻至室溫，作為空白樣品。

1.4 儀器分析條件

平衡溫度：80 ℃；振蕩平衡時(shí)間：30 min；定量環(huán)溫度：90 ℃；傳輸線溫度：100 ℃；頂空瓶裝樣量：20 mL；定量環(huán)體積：1 mL；定量管充樣時(shí)間：0.1 min；色譜柱：Rxi-5Sil MS，30 m×0.25 mm×0.25 μm；柱溫程序：初始溫度50 ℃，保持4 min，然后以25℃/min速率升溫至200 ℃，保持2 min；進(jìn)樣口溫度：150 ℃；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣(分流比40∶1)；載氣：氮?dú)?恒流模式，1.5773 mL/min)；氮?dú)馕泊禋饬髁浚?8 mL /min；FID溫度300 ℃；空氣流量400 mL /min；氫氣流量30 mL /min。

1.5 基質(zhì)加標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

準(zhǔn)確稱取空白豆粕樣品3.0 g，放入20 mL頂空瓶中，分別加入60 μL(10 mg/L)、120 μL(10 mg/L)、30 μL(100 mg/L)、60 μL(100 mg/L)、300 μL(100 mg/L)的溶劑混合標(biāo)準(zhǔn)溶液得到基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)濃度分別為0.2 mg/kg、0.4 mg/kg、1.0 mg/kg、2.0 mg/kg、10.0 mg/kg，加入1 mL超純水，加蓋密封，GC-FID測(cè)定，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 升溫程序的選擇

柱溫是氣相色譜儀的重要操作參數(shù)，它直接影響分離效能、分析時(shí)間及分離度。本試驗(yàn)采用程序升溫的方法，升溫程序主要由混合物的組成及其物理性質(zhì)所決定。本試驗(yàn)中6種殘留溶劑的沸點(diǎn)在49.7 ℃～80.7 ℃之間，極性較接近，通過(guò)試驗(yàn)比較選擇升溫程序?yàn)椋撼跏紲囟?0 ℃，保持4 min，然后以25℃/min速率升溫至200 ℃，實(shí)現(xiàn)了6種溶劑的充分分離，色譜圖如圖1所示。同時(shí)將基質(zhì)中高沸點(diǎn)組分吹出，避免其殘留在色譜柱中。

2.2 平衡溫度的選擇

首先將平衡時(shí)間定為10 min，平衡溫度分別選擇50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、95℃，每個(gè)溫度平行進(jìn)樣2次，在1.4的條件下測(cè)定峰面積，結(jié)果見圖2。在60 ℃～95 ℃范圍內(nèi)，隨著平衡溫度的升高，6種溶劑的峰面積均持續(xù)增加。當(dāng)平衡溫度高于80℃后，樣品中的水汽干擾變大，會(huì)降低方法的精密度[13]。若平衡溫度過(guò)高，頂空瓶承受的壓力過(guò)大，將會(huì)引起安全隱患。綜合考慮，將頂空平衡溫度設(shè)定在80 ℃。

圖1 6種溶劑標(biāo)準(zhǔn)品的HS-GC-FID色譜圖

圖2 平衡溫度與峰面積的關(guān)系

2.3 平衡時(shí)間的選擇

平衡溫度設(shè)定在80 ℃，平衡時(shí)間分別設(shè)定為5 min、10 min、20 min、30 min和40 min，按1.4試驗(yàn)條件進(jìn)樣測(cè)定峰面積，結(jié)果見圖3。在5 min～30 min范圍內(nèi)，隨著平衡時(shí)間的延長(zhǎng)，6種溶劑的峰面積顯著增加，而平衡時(shí)間在30 min ～40 min范圍內(nèi)，峰面積則無(wú)明顯變化。說(shuō)明頂空平衡30 min，

圖3 平衡時(shí)間與峰面積的關(guān)系

頂空進(jìn)樣瓶中待測(cè)物氣-液-固已達(dá)到平衡。若平衡時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)引起頂空進(jìn)樣瓶的氣密性變差，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的誤差變大。因此，選擇30 min為頂空進(jìn)樣平衡時(shí)間。

2.4 加水量的選擇

食品中溶劑殘留量采用頂空氣相色譜檢測(cè)時(shí)，常在樣品中加入了適量的水。本試驗(yàn)分別在待測(cè)樣品中加入0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1 mL、 2mL、4 mL、6 mL、8 mL超純水，加蓋密封，頂空瓶中存在氣固平衡、液固平衡和氣液平衡[14]。待平衡達(dá)到后檢測(cè)，結(jié)果見圖4，可見加水1 mL時(shí)六種殘留溶劑的峰面積最大，揮發(fā)出的溶劑量最多。

2.5 線性關(guān)系、檢出限及定量限

采用基質(zhì)加標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，以峰面積對(duì)相應(yīng)質(zhì)量濃度做回歸分析，6種溶劑在0.2 ～10.0 mg/kg的濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系；若以3倍信噪比為基準(zhǔn)，方法的檢測(cè)限(LOD)為0.075 mg/kg，定量限(LOQ)為0.2 mg/kg，結(jié)果見表1。

表1 線性方程、相關(guān)系數(shù)(R2)、LOD和LOQ

2.6 回收率和精密度

準(zhǔn)確稱取3g豆粕空白樣品作為基質(zhì)，添加溶劑混標(biāo)后按1.4方法檢測(cè)。加標(biāo)樣品的質(zhì)量濃度分別為0.2 mg/kg、0.4 mg/kg、2.0 mg/kg，每個(gè)濃度水平進(jìn)行了6次平行試驗(yàn)，計(jì)算得到平均回收率在95.3%～106.3%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于8.3%(見表2)。

表2 平均回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.7 樣品的測(cè)定結(jié)果

取6份豆粕樣品，按照上述測(cè)試方法測(cè)定6種殘留溶劑含量，結(jié)果見表3。由表3可以看出6份樣品中六種殘留溶劑均有不同程度的檢出。豆粕樣品和空白基質(zhì)的色譜圖見圖5。在本研究?jī)?yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，6種溶劑色譜峰分離良好，豆粕基質(zhì)對(duì)豆粕樣品中殘留溶劑的測(cè)定無(wú)干擾，能達(dá)到定量分析的要求。

表3 豆粕樣品中6種殘留溶劑含量測(cè)定結(jié)果

圖5 豆粕樣品和豆粕空白色譜圖

3 結(jié)論

建立了豆粕中6種殘留溶劑的頂空-氣相色譜-氫火焰離子化檢測(cè)方法，頂空方法優(yōu)化的平衡溫度為80℃，平衡時(shí)間為30min。豆粕中六種殘留溶劑線性范圍0.2 ～10.0 mg/kg，相關(guān)系數(shù)均大于0.990，加標(biāo)回收率在84.5%～110.0%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于8.3%。該方法有效排除了豆粕基質(zhì)對(duì)分析六種殘留溶劑的干擾，分離效果良好，樣品前處理簡(jiǎn)單，易操作，可滿足豆粕中6種殘留溶劑的日常檢測(cè)需要。