食用植物油中溶劑殘留測定方法研究

◎ 李學(xué)青

（中儲糧內(nèi)蒙古糧油質(zhì)量監(jiān)督檢查中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

為滿足國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平不斷提高的需要，國家對油脂油料生產(chǎn)愈加重視，油脂油料生產(chǎn)質(zhì)量也不斷得到提高。食用植物油與人們生活息息相關(guān)，為此必須始終把“安全”與“質(zhì)量”放在第一位。在油脂油料加工過程中，倡導(dǎo)適度加工，提高純度，提高出品率，合理控制加工精度，避免過度加工，最大限度保存油料中的固有營養(yǎng)成分。要根據(jù)我國的國情修訂好食用植物油的國家標準，提升我國食用油產(chǎn)品標準水平[1]。隨著人們對食品安全問題的關(guān)注度的增大，食用植物油的國家標準也面臨著嚴峻的考驗。

目前食用植物油的加工生產(chǎn)一般分為精煉、壓榨、浸出3 種方法[2]。過去傳統(tǒng)的生產(chǎn)是產(chǎn)油原料通過機械壓榨來獲得食用植物油，而當(dāng)前生產(chǎn)食用植物油的基本工藝是浸出法，即用6 號溶劑油將食用植物油提取出來，生產(chǎn)出的植物油雖然經(jīng)過脫去溶劑的處理，但仍有少量溶劑殘留在油中。浸出法較先進，出油率比壓榨法高出3%，故備受生產(chǎn)企業(yè)的歡迎，現(xiàn)階段的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛[3]。其優(yōu)點顯而易見，但也有會造成溶劑殘留，因此，從毒理學(xué)及生產(chǎn)工藝水平兩方面綜合考慮，國家標準規(guī)定浸出油中溶劑殘留量不得超過50 mg·kg-1[4]。

6 號溶劑是無色透明、易揮發(fā)、易燃的烴類混合物，溶點92.5 ℃，沸點67.5 ℃，低毒、溶于苯、氯酚、丙酮和四氯化碳等有機溶劑，但不溶于水。

由于浸出法隨著技術(shù)的成熟而被大多數(shù)油脂生產(chǎn)加工企業(yè)所廣泛應(yīng)用，因此，目前市售的食用植物油中主要殘留是6 號溶劑，盡管在溶劑油的產(chǎn)品質(zhì)量標準中嚴格要求不能含有有毒物質(zhì)，但事實上在溶劑油的制造過程中，還是有可能摻雜少量有害物質(zhì)。

殘留的有害物質(zhì)主要是苯類化合物，有芳香烴族的苯、甲苯、二甲苯和稠環(huán)化合物PCB。其中含有的芳香烴化合物，長期接觸會麻醉呼吸中樞、損傷皮膚屏障功能、損害周圍神經(jīng)和造血功能[5]；苯對細胞毒性作用可使苯接觸者體內(nèi)血清丙二醛濃度升高，紅細胞超氧化物歧化酶和紅細胞谷胱甘肽過氧化物酶活性降低，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)紊亂；萘、萘胺等，在體內(nèi)蓄積，對人體的神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)有損害，可造成食物中毒，更有致癌作用[6]。

在溶劑殘留測定方法的探索歷程中，曾經(jīng)采用過無水硫酸鈉法、鉻酸硅膠柱法、折光指數(shù)法等，但這些方法因靈敏度低而被淘汰。不斷探索，不斷嘗試，緊跟著科技發(fā)展的腳步，完善和優(yōu)化了實驗體系?，F(xiàn)階段的國家標準規(guī)定采用較為先進的氣相色譜法。

浸出法制油采用的溶劑，是多種低沸點烴類的混合物。根據(jù)道爾頓定律和拉烏爾定律可得，“在密閉容器內(nèi)固定溫度的條件下，溶液中任一組分在氣相中的摩爾數(shù)，總是與該組分在液相中的摩爾數(shù)成正比”。即可采用在恒溫密閉容器內(nèi)油樣表面的蒸汽，作為油樣中的含溶劑的代表，用氣相色譜儀測出這一氣體樣品的峰高與同樣方式測出溶劑標準品峰高進行比較，即可得出油樣中溶劑殘留量。在氣相色譜分析中，此法叫頂空分析法[7]。靜態(tài)頂空氣相色譜法用于食用植物油中殘留溶劑的測定，具有成本低、操作簡便、專屬性強以及對儀器系統(tǒng)污染小等優(yōu)點，但由于浸出溶劑內(nèi)在組成差異、頂空的氣相平衡條件等眾多因素的干擾，誤差來源較多，勢必會影響到檢測結(jié)果的準確性。原來實驗過程中往往使用不銹鋼柱或玻璃柱充當(dāng)色譜柱，近幾年毛細管色譜柱備受青睞，毛細管色譜柱具有良好的吸附性能和熱穩(wěn)定性、色譜分離效能高、玻璃化溫度低、黏度高、化學(xué)惰性高、溶質(zhì)滲透性高及對分離對象有選擇性好等優(yōu)點，勢必將成為氣相色譜分析研究的發(fā)展趨勢[8]。

本文采用毛細管色譜柱對食用植物油中殘留溶劑的組分進行實驗研究[9]，對頂空色譜分析中影響組分實驗測定的參數(shù)進行了優(yōu)化，旨在為食用植物油中溶劑殘留測定方法的評價提供科學(xué)合理的依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

四級菜籽油：市售。新鮮機榨油：經(jīng)測定無干擾色譜峰。

N，N-二甲基乙酰胺（DMF）：化學(xué)純。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent7890A 氣相色譜儀（FID 檢測器），由美國安捷倫公司生產(chǎn)；GA-2000A 低噪音空氣泵，由北京中興匯利科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)；GH-300 高純氫發(fā)生器，由北京中興匯利科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)；HH-S恒溫水浴箱，由金壇市恒豐儀器廠生產(chǎn)；BS-224S 型電子天平，由賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司生產(chǎn)；微量進樣器100 μL，由上海光正醫(yī)療儀器有限公司生產(chǎn)；汽化瓶：100 mL 輸液瓶，體積經(jīng)標定。

1.3 氣化裝置

氣化瓶為100 mL 輸液瓶，逐個用蒸餾水標定容積后，挑選（130±2）mL 的瓶子5 個，配上經(jīng)洗滌劑煮沸、洗凈的干燥橡膠反口塞。

1.4 實驗方法

1.4.1 色譜分析參考條件

色譜柱：AC-20毛細管柱（10 m×1.0 mm×0.5 μm）； 柱流速：5 mL·min-1；檢測器溫度：180 ℃；汽化室溫度：：150 ℃；N2：5.0 mL·min-1；H2：40 mL·min-1；氣體流速：450 mL·min-1；尾吹：30 mL·min-1；無分流。

1.4.2 模擬樣品制備

分別稱取各單標溶液1 mL 于同一25 mL 容量瓶中，以DMF 定容，搖勻備用，作為標準貯備液；稱取200 g 食用植物油于具塞氣化瓶中，準確移入0.5 mL標準儲備液，充分搖勻，為單組分濃度約100 mg·kg-1的模擬樣品。

1.4.3 色譜柱溫度對測定結(jié)果的影響實驗

設(shè)定恒定條件：進樣口溫度：160 ℃；檢測器溫度：180 ℃；載氣流速：5 mL·min-1

設(shè)定色譜柱參數(shù)變化：60 ℃、90 ℃、120 ℃、150 ℃和180 ℃，依次進樣5 次，研究色譜柱溫度對測定結(jié)果的影響。

1.4.4 樣口溫度對測定結(jié)果的影響實驗

設(shè)定恒定條件：色譜柱溫度：150 ℃；檢測器溫度：180 ℃；載氣流速：5 mL·min-1。

設(shè)定進樣口溫度參數(shù)變化：120 ℃、140 ℃、160 ℃、180 ℃和200 ℃，依次進樣5 次，研究進樣口溫度對測定結(jié)果的影響。

1.4.5 檢測器溫度對測定結(jié)果的影響實驗

設(shè)定恒定條件：色譜柱溫度：150 ℃；進樣口溫度：160 ℃；載氣流速：5 mL·min-1

設(shè)定檢測器溫度參數(shù)變化：140 ℃、160 ℃、180 ℃、200 ℃和220 ℃，通過5 次進樣，研究檢測器溫度對測定結(jié)果的影響。

1.4.6 載氣流速的對測定結(jié)果的影響實驗

設(shè)定恒定條件：色譜柱溫度：150 ℃；檢測器溫度：180 ℃；進樣口溫度：160 ℃。

設(shè)定載氣流速參數(shù)變化：2 mL·min-1、3 mL·min-1、4 mL·min-1、5 mL·min-1和6 mL·min-1，依次進樣5 次，研究載氣流速的對測定結(jié)果的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 溶劑殘留色譜條件的優(yōu)化研究

2.1.1 色譜柱溫度對測定結(jié)果的影響

由圖1 可知，在60 ～150 ℃范圍內(nèi)，組分的塔板數(shù)隨柱溫的升高而下降，并有一定規(guī)律呈負相關(guān)，但在150 ～180 ℃，組分的塔板數(shù)隨柱溫的升高而漸趨平緩。塔板數(shù)越小測定效果越好，從圖1 中可以看出在柱溫為150 ℃時，塔板數(shù)最小，故柱溫在此溫度下獲得測定結(jié)果最佳。

圖1 色譜柱溫對測定結(jié)果的影響圖

2.1.2 進樣口溫度對測定結(jié)果的影響

為了獲取有效準確的數(shù)據(jù)信息，進樣口的溫度要高于被分析物的沸點，以確保所有分析物經(jīng)過進樣口能夠完全氣化。因此需要進樣口足夠熱，剛好能使被分析物瞬間氣化，但進樣口的溫度過熱，會使被分析物受熱降解，溶劑反吹，導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果有所偏差。由圖2 可得，進樣口溫度處于120 ～140 ℃時，進樣口溫度的升高而塔板數(shù)驟減，自140 ℃開始，塔板數(shù)在達160 ℃過程中隨進樣口溫度的升高而激增，此后便趨于平緩。因此140 ℃是臨界點，故此溫度為實驗測定的最適溫度。

2.1.3 檢測器溫度對測定結(jié)果的影響

測定數(shù)據(jù)表明，實驗所得的圖譜中峰面積，峰高，峰寬等參數(shù)差異細微，可不計。檢測器能檢測色譜柱流出組分，其對溫度要求影響不顯著，因此檢測器溫度的變化對檢測結(jié)果影響不大，一般選擇180 ℃。

2.1.4 載氣流速的對測定結(jié)果的影響

由表1 和圖3 可以得出，此次實驗中載氣流速對測定結(jié)果的影響較大，通過整體的曲線走勢可以看到所測出的塔板數(shù)隨著載氣流速的增加而逐步增加。在載氣流速達到2 mL·min-1時塔板數(shù)為139，載流速速達到5 mL·min-1時塔板數(shù)為272，隨著載氣流速的上升塔板數(shù)略有提高，曲線漸趨平緩，測定效率并未提高。載氣流速過大，保留時間會縮短，影響測定結(jié)果的準確性，故載氣流速為5 mL·min-1時測定效果 最佳。

圖2 進樣口溫度對測定結(jié)果的影響圖

表1 載氣流速變化所得各參數(shù)值表

2.2 標準曲線的繪制

表2 樣品濃度變化的測定結(jié)果表

稱取0.0 mg·kg-1、10.0 mg·kg-1、20.0 mg·kg-1、30.0 mg·kg-1、40.0 mg·kg-1、50.0 mg·kg-1、60.0 mg·kg-1、70.0 mg·kg-1、80.0 mg·kg-1、90.0 mg·kg-1和100.0 mg·kg-1的溶液樣品，密塞后的氣化瓶于50 ℃恒溫水浴鍋中平衡30 min，用100 μL 的進樣針分別精密取液上氣體注入色譜儀，記錄單組分或多組分（用歸一化法）測量峰高或峰面積，繪制標準曲線對照品的樣品進樣測定，結(jié)果如表2 所示。

用峰高Y對質(zhì)量X（mg）進行線性回歸?；貧w方程為Y=3.982 6X（R2=0.995 7）。用峰面積Y對質(zhì)量X（mg）進行線性回歸?；貧w方程為Y=14.691X（R2=0.999 5）。

6 號溶劑在0.0 ～100.0 mg·kg-1范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系（如圖4 所示）根據(jù)所得兩組相關(guān)的線性回歸方程，用峰面積作縱坐標獲得標準曲線的復(fù)相關(guān)系數(shù)（R2=0.999 5 ＞0.995 7）較好。因此選用橫坐標為進樣含量X，縱坐標為峰面積Y的標準曲線更為精確。

圖4 6 號溶劑的標準曲線圖

2.3 回收率的測定

取本底值為100.0 mg·kg-1的供試樣品，分別加標 后，密塞過的氣化瓶于50 ℃恒溫水浴鍋中平衡30 min， 取出后立即用微量進樣器取液上氣體100 μL 注入色譜儀，計算回收率為98.2%～99.6%，結(jié)果見表3。

表3 回收率的測定結(jié)果表

2.4 精密度的測定

取溶劑殘留不相同的5 份供試樣品，密塞過的氣化瓶于50 ℃恒溫水浴鍋中平衡30 min，取出后立即用微量進樣器取液上氣體100 μL 注入色譜儀，計算RSD為3.04%～5.20%，結(jié)果見表4。

表4 精密度測定結(jié)果表

3 結(jié)論

頂空氣相分析的靈敏度與色譜柱溫度、進樣口溫度、載氣流速所決定的氣相提取效率有關(guān)；在一定溫度范圍內(nèi)組分的塔板數(shù)隨載氣流速的增加呈規(guī)律性遞增，適當(dāng)提高載氣流速有利于提高檢測的靈敏度；色譜柱溫度和進樣口溫度的變化對檢測效率影響顯著，應(yīng)選取最佳條件。

經(jīng)過測定條件的優(yōu)化后，測定植物油中殘留溶劑的方法操作簡單，色譜峰明顯，效率高，重現(xiàn)性好，結(jié)果準確，回收率為98.2%～99.6%，RSD為3.04%～5.20%。

色譜柱溫度、進樣口溫度、載氣流速等條件直接影響到頂空分析方法的靈敏度、精密度以及回收率的準確性，實踐應(yīng)用中應(yīng)加強對氣相平衡條件的合理監(jiān)控與優(yōu)化。通過實驗得到優(yōu)化的氣相分析參數(shù)為：色譜柱溫度為150 ℃、進樣口溫度為140 ℃、載氣流速為5 mL·min-1。