頂空-氣相色譜法對豆粕中正己烷殘留的測定

張娟 謝一民 李凱 賈昕 楊惠琳

摘要：為了建立一種準確測定豆粕中正己烷溶劑殘留的方法，采用頂空-氣相色譜法檢測，利用氣固平衡原理，過程中優(yōu)化了頂空條件。結(jié)果表明，該方法最低檢出限為0.5 mg/kg，定量限為5 mg/kg，均低于國標GB 5009.262-2016中的限值;在10～500 mg/kg內(nèi)線性關(guān)系良好，R2=0.999 1;該方法精密度較好、準確度較高，加標回收率在88.3%～102.3%，能滿足不同濃度樣品的需求，可為豆粕中溶劑殘留檢測提供可靠的方法依據(jù)。

關(guān)鍵詞：豆粕;頂空;正己烷;氣固平衡

中圖分類號：O657.7+1? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）01-0100-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.01.024? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Determination of n-hexane in Soybean meal by Headspace Gas Chromatography

ZHANG Juan1，2，XIE Yi-min1，2，LI Kai3，JIA Xin1，2，YANG Hui-lin4

（1.Chemical Laboratory Center of Ningxia Baota，Yinchuan 750002，China;

2.Ningxia Testing Laboratory of Coal Chemical，Yinchuan 750002，China;3.Yinchuan Energy Institute，Yinchuan 750100，China;

4.Science and Technology Industrial development co.，LTD，Yinchuan 750002，China ）

Abstract： In order to establish an accurate method for the determination of n-hexane solvent residues in soybean meal， the principle of gas-solid equilibrium by using headspace gas chromatography， the headspace condition was optimized in the process. The results showed that the detection limit of this method was 0.5 mg/kg and the quantitative limit was 5 mg/kg，which was lower than the limit of GB 5009.262-2016. The linear relationship was good in the range of 10～500 mg/kg，R2 was 0.999 1;The precision of this method was good， the RSD was less than 2%; The accuracy was higher， the recovery rate was between 88.3%-102.3%，and the RSD was less than 2%. This method can meet the needs of different concentration samples and can provide reliable basis for the determination of solvent residues in soybean meal.

Key words： bean pulp; headspace; n-hexane; gas solid equilibrium; methodology

豆粕是大豆采用浸出法提取豆油后產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品。由于豆粕中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，應(yīng)用比較廣泛，常被用作牲畜與家禽飼料，還可以用于制作食品及抗生素原料等[1]。

現(xiàn)行食用油浸出法工藝中，常用的提取溶劑為6號溶劑，主要成分為正己烷，具有低毒、高揮發(fā)性的特點，雖然在生產(chǎn)油脂過程中經(jīng)過蒸餾會除去大部分溶劑，但由于具有很高的脂溶性，仍有少量溶劑殘留在油脂和豆粕中[2-4]。溶劑殘留量是豆粕一項重要的經(jīng)濟指標和質(zhì)量指標[5]。豆粕中溶劑殘留量過高，不僅污染環(huán)境，也會對動物和人體健康造成極大的危害[6]，食用豆粕國家標準中規(guī)定溶劑殘留量 ≤500 mg/kg[7]。

目前，關(guān)于6號溶劑殘留檢測多集中在食用油中[8-10]，而關(guān)于豆粕中溶劑殘留的檢測報道很少。豆粕中溶劑殘留的檢測方法主要有閃爆試驗法和氣相色譜法。閃爆法只能粗略判斷豆粕中溶劑殘留是否超標，不能準確定量[11]，而氣相色譜法常采用頂空法進樣，現(xiàn)行國標GB 5009.262-2016檢測豆粕中溶劑殘留的方法是利用氣液平衡原理，在3.0 g的豆粕中加入400 μL 水來溶解或提取溶劑，由于樣品存在差異性，造成水和豆粕不能均勻接觸，進而對基體造成干擾，增加了測定的不穩(wěn)定性[12]。

本研究采用頂空法，利用頂空氣固平衡原理檢測豆粕中正己烷的含量，過程中保持樣品和標準品基質(zhì)相同，不額外加入水，避免基體的干擾，建立一種能準確檢測豆粕中溶劑的檢測方法，為豆粕的質(zhì)量控制和品質(zhì)評價提供可靠的技術(shù)參考。

1? 材料與方法

1.1? 儀器與材料

儀器：GC-2014型氣相色譜儀（日本島津）。

供試樣品：豆粕，某油脂廠提供，磨碎，過40目篩。

試劑與材料：正己烷（色譜純）;N，N-二甲基乙酰胺（DMA，色譜純）;20 mL頂空瓶;1 mL氣密性注射針。

1.2? 頂空條件

水浴溫度80 ℃;平衡2 h。

1.3? 色譜條件

色譜柱RTX-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）;FID檢測器;進樣口溫度180 ℃;檢測器溫度200 ℃;程序升溫：初始柱溫50 ℃，保持3 min，然后以10? ?℃/min升至180 ℃，后運行2 min;分流比1∶20;進樣量100 μL;柱流量1 mL/min;載氣：N₂;燃氣：H₂（40 mL/min）;助燃氣：空氣（400 mL/min）;尾吹氣：N₂（30 mL/min）。

1.4? 方法

1.4.1? 基體豆粕和樣品制備? 將放于85 ℃烘箱中趕除溶劑后的豆粕樣品作為基體豆粕。分別準確稱取2 g基體豆粕和豆粕樣品于20 mL頂空瓶。

1.4.2? 標準溶液配制

1）標準儲備液。準確稱取9.99 g DMA于洗凈并干燥的20 mL頂空瓶中，用1 mL氣密性注射針加入0.01 g正己烷，加蓋密封，充分混勻，得到標準儲備液濃度為1 000 mg/kg。

2）標準工作液。準確稱取7份混勻的基體豆粕2 g于20 mL 頂空瓶中，向7個頂空瓶中分別準確加入0.01、0.02、0.10、0.20、0.40、0.50、1.00 g標準儲備液，加蓋密封，制得濃度分別為5、10、50、100、200、250、500 mg/kg的標準工作液。

1.4.3? 標準曲線和樣品測定? 將標準工作液和豆粕樣品放入80 ℃水浴鍋中，平衡2 h，然后吸取100 μL頂空瓶上方氣體，注入氣相色譜儀分析。采用保留時間定性，峰面積定量，以標液濃度為X軸，峰面積為Y軸，制作標準曲線。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 頂空條件的優(yōu)化

在頂空分析過程中，頂空溫度和平衡時間是影響測定準確度的兩個重要影響因素，為了獲得適宜的頂空條件，試驗考察了頂空溫度和平衡時間對測定結(jié)果的影響。

2.1.1? 頂空溫度對峰面積的影響? 在平衡時間為30 min條件下，分別考察水浴溫度為50、60、70、80、90、100 ℃對豆粕樣品中正己烷峰面積的影響，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，隨著水浴溫度的升高，正己烷的峰面積也隨之增大，80 ℃時峰面積最大，之后有下降趨勢。試驗發(fā)現(xiàn)當溫度超過80 ℃后密封塞會膨脹，導(dǎo)致部分溶劑流失，故選擇80 ℃為適宜的頂空溫度。

2.1.2? 平衡時間對峰面積的影響? 在水浴溫度為80 ℃條件下，分別考察了平衡時間為30、60、90、120、150、180 min對豆粕樣品中正己烷峰面積的影響，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨著平衡時間的增加，峰面積先增加，在120 min后趨于穩(wěn)定，此時，解析和吸附達到平衡，之后隨著時間的增加峰面積又下降，故選擇120 min為適宜的頂空平衡時間。

2.2? 方法學(xué)試驗

2.2.1? 標準曲線和線性范圍? 正己烷標準溶液色譜如圖3所示。按照“1.4.3”的方法繪制標準曲線，線性回歸方程為：y=212.46x-1 456.8，在5～500 mg/kg內(nèi)線性關(guān)系良好，R2=0.999 1。

2.2.2? 最低檢出限和定量限? 向基體豆粕中逐級減少標準溶液的加入量，按上述試驗條件測定，當信噪比S/N約為3時，計算得出最低檢出限為0.5 mg/kg。當信噪比S/N約為10時，計算得出定量限為5 mg/kg。最低檢出限和定量限對應(yīng)的色譜情況如圖4和圖5所示。

2.2.3? 精密度? 測定已知濃度的1#豆粕樣品峰面積，重復(fù)測定6次，計算正己烷峰面積相對標準偏差RSD，結(jié)果如表1所示。由表1可知，正己烷RSD小于2%，說明該方法重復(fù)性良好。

2.2.4? 準確度? 分別在已知濃度的豆粕樣品中加入高、中、低3個濃度的正己烷標準溶液，計算其加標回收率。先稱取已知濃度的1#豆粕樣品2 g于20 mL的頂空瓶中，分別加入0.02、0.10、0.40 g標準儲備液，用聚四氟乙烯帽密封，搖均，置于80 ℃的恒溫水浴中，平衡處理2 h，吸取液上氣體100 μL進行色譜分析，平行測定3次，測試結(jié)果如表2所示。由表2可知，樣品的加標回收率在88.3%～102.3%，RSD均小于2%，說明該方法準確度較高。

2.2.5? 樣品含量測定? 將4份不同批次送檢的豆粕樣品，分別編號為1#、2#、3#、4#，按照上述條件測定正己烷殘留。樣品含量見表3，樣品色譜如圖6所示。由表3可知，4份豆粕樣品中均有正己烷殘留。該方法能準確測定豆粕樣品中正己烷的殘留量，加標回收率均在88%以上。

3? 結(jié)論

本研究建立了一種豆粕中正己烷的檢測方法，該方法最低檢出限和定量限均低于國標GB5009.262

-2016中的2 mg/kg和10 mg/kg，前處理過程中不改變樣品狀態(tài)，利用氣固平衡原理檢測，減少了基體干擾，提高了檢測靈敏度，該方法對含低、中、高濃度正己烷的豆粕樣品均能準確測定，加標回收率均在88%以上。

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