頂空GC-MS法測定植物油中的6種揮發(fā)性苯系物

孫衛(wèi)華，馬 卉，李 泉，孟文靜，顧蓓蓓

（泰州出入境檢驗(yàn)檢疫局，江蘇泰州225300）

頂空GC-MS法測定植物油中的6種揮發(fā)性苯系物

孫衛(wèi)華，馬 卉，李 泉，孟文靜，顧蓓蓓

（泰州出入境檢驗(yàn)檢疫局，江蘇泰州225300）

建立了植物油中6種揮發(fā)性苯系物的靜態(tài)頂空氣相色譜-質(zhì)譜測定方法。植物油樣品在80℃溫度下平衡30min，頂部氣體采用氣相色譜-質(zhì)譜方法測定，程序升溫，HP-INNOWAX柱分離，以EI離子源電離，選擇離子監(jiān)測模式（SIM）定性，外標(biāo)法定量。六種揮發(fā)性苯系物在0.1～5μg/g范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)（r2）為0.9910～0.9996，方法檢出限（S/N=3）：苯為0.006μg/g，甲苯為0.012μg/g，乙苯0.015μg/g，對二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯0.03μg/g；添加水平在0.1～0.5μg/g時，回收率為79.46%～103.38%，RSD=2.34%～8.76%（n=6）。

揮發(fā)性苯系物，頂空，植物油，氣相色譜-質(zhì)譜法

揮發(fā)性苯系物包括：苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、苯乙烯和異丙苯，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)苯具有一定的致癌性，其他苯系物也具有一定的毒性作用[1]。近期，在植物油進(jìn)口檢驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)了苯系物殘留，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，植物油中揮發(fā)性苯系物主要來源于運(yùn)輸污染，大宗植物油的進(jìn)口一般采用船舶海運(yùn)，而用于運(yùn)輸植物油的船舶還運(yùn)輸包括揮發(fā)性苯系物在內(nèi)的其他化工品，從而帶來污染。本文旨在探索建立一種快速、經(jīng)濟(jì)、簡便、靈敏度較高的植物油脂中揮發(fā)性苯系物測定方法，使之應(yīng)用于檢驗(yàn)檢疫部門，嚴(yán)守國門。微量揮發(fā)性苯系物測定方法包括有機(jī)溶劑萃取富集氣相色譜法[2-4]、靜態(tài)頂空氣相色譜法[3，5]、固相微萃取氣相色譜法[6]、頂空-固相微萃取氣相色譜法[7-8]、頂空-液相微萃取氣相色譜法[8]，也有GC-MS測定方法的報(bào)道[9-13]，包括頂空-固相微萃取氣相色譜質(zhì)譜法[14-15]，但以上測定方法中的基質(zhì)大部分都局限于水、空氣、土壤等，而針對植物油中的揮發(fā)性苯系物的檢測卻未見報(bào)道。有機(jī)溶劑萃取富集靈敏度高，但不適用植物油樣品；頂空氣相色譜法干擾小，對儀器污染少，但靈敏度低。本文針對植物油基質(zhì)無法萃取富集、揮發(fā)物少等特點(diǎn)建立了同時測定植物油中6種揮發(fā)性苯系物的靜態(tài)頂空-氣相色譜質(zhì)譜法，操作簡便，能有效消除基質(zhì)對儀器污染，減少干擾，選擇離子監(jiān)測，能有效消除干擾，提高靈敏度，簡便快速地檢測植物油中的揮發(fā)性苯系物。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

苯（CAS.No.[71-43-2]）、乙苯（CAS No.100-41-4）、鄰二甲苯（CAS.No.[95-47-6]）、間二甲苯（CAS.No.[108-38-3]）、對二甲苯（CAS.No.[106-42-3]） 中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司-沃凱，標(biāo)準(zhǔn)品，純度≥99.5%；甲苯 色譜純，純度≥99.9%，F(xiàn)isher；精煉大豆色拉油（無苯） 益海糧油，溶劑殘留≤5mg/kg；植物油樣品 進(jìn)口毛豆油、進(jìn)口毛菜籽油，泰州出入境檢驗(yàn)檢疫局港口辦卸貨前取樣；標(biāo)準(zhǔn)儲備液 分別準(zhǔn)確稱取6種揮發(fā)性苯系物0.05g加入50.00g無苯精煉大豆色拉油中，渦漩混合器30s混勻，配制成濃度為1000μg/g混合標(biāo)準(zhǔn)儲備液，臨用時用無苯精煉大豆色拉油稀釋為20μg/g的標(biāo)準(zhǔn)工作混合液。

7890A/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 配有電子轟擊離子源（EI源），美國Agilent公司；Haake V26恒溫水浴 美國Thermo公司；250μL手動氣密進(jìn)樣針 瑞士Hamilton；20mL頂空瓶 配灰色丁基橡膠塞和銀色鋁蓋封蓋器，Agilent。

1.2 分析條件

1.2.1 色譜條件 HP-INNOWAX（60m×0.32mm，0.25μm）毛細(xì)管色譜柱；柱溫箱程序升溫：50℃保持4min，以3℃/min升溫至80℃，保持3min，20℃/min升溫至150℃，保持1min；進(jìn)樣口溫度：180℃；載氣及流速：高純氦氣，純度≥99.999%，1mL/min；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比10∶1，傳輸線溫度：230℃。

1.2.2 質(zhì)譜條件 電離方式：電子轟擊（EI）；電離能量：70eV；四級桿溫度：150℃；離子源溫度：230℃；檢測方式：選擇離子監(jiān)測模式（SIM）；溶劑延遲：5min；監(jiān)測離子及豐度比見表1。

表1 6種揮發(fā)性苯系物保留時間、監(jiān)測離子及豐度比Table 1 Retention time，monitoring ion and abundance ratio of 6 kinds of volatile benzene

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取5.00g植物油試樣于20mL頂空瓶中，蓋上灰色丁基橡膠塞（安捷倫）和銀色鋁蓋，用封蓋器封緊。將稱有樣品的頂空瓶置于溫度為（80±1）℃恒溫水浴中，恒溫加熱30min，用手動氣密進(jìn)樣針抽取100μL頂部氣體進(jìn)樣，按1.2儀器條件測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 加熱平衡溫度

根據(jù)6種揮發(fā)性苯系物沸點(diǎn)、易揮發(fā)等特點(diǎn)，綜合考慮植物油中揮發(fā)物，選擇在50、60、70、80、90、100℃條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，平衡時間30min，根據(jù)不同溫度條件下各組分的回收率繪制溫度-回收率曲線，由于二甲苯的三種異構(gòu)體的揮發(fā)特性基本相同，不同溫度條件下的回收率變化趨勢也大致相同，因此以間二甲苯為代表進(jìn)行分析討論。從圖1可以看出，當(dāng)溫度在70℃條件下，苯、甲苯達(dá)到平衡，乙苯和二甲苯不能達(dá)到平衡，當(dāng)溫度達(dá)到80℃以上時各組分均達(dá)到平衡，在90℃和100℃條件下乙苯、二甲苯的檢出量并未明顯提高，但由于溫度升高，植物油中揮發(fā)物也增多，故選擇80℃作為平衡溫度。

圖1 4種苯系物溫度-回收率曲線Fig.1 Temperature and recorvery rate curve of four kinds benzenes

2.2 加熱平衡時間

平衡溫度為80℃時，選擇15、20、25、30、35min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明苯和甲苯在20min達(dá)到平衡，乙苯在25min時達(dá)到平衡，二甲苯在30min時達(dá)到平衡（如圖2），因此選擇30min為平衡時間。

圖2 4種苯系物時間-回收率曲線Fig.2 Time and recorvery rate curve of four kinds benzenes

2.3 色譜柱選擇

研究了HP-5ms（30m×0.25mm，0.25μm）和HPINNOWAX（60m×0.32mm，0.25μm）兩種不同色譜柱對六種目標(biāo)化合物的檢測效果（圖3）。由于HP-INNOWAX柱為極性柱能有效分離二甲苯不同異構(gòu)體，而HP-5ms柱為非極性柱對分子量相同且沸點(diǎn)相近的二甲苯異構(gòu)體不能有效分離。結(jié)果表明（圖3）HP-5ms（30m× 0.25mm，0.25μm）柱能夠分離除對二甲苯和間二甲苯外的其他所有目標(biāo)化合物，基線穩(wěn)定，噪聲低，但對基質(zhì)中部分揮發(fā)性雜質(zhì)不能和苯、甲苯完全分離，干擾測定；HP-INNOWAX（60m×0.32mm，0.25μm）柱能完全分離所有目標(biāo)化合物，基線穩(wěn)定，噪聲低，基質(zhì)中揮發(fā)物對目標(biāo)物的測定無干擾。

2.4 線性范圍、檢出限

分別準(zhǔn)確稱取0.0250、0.0500、0.1250、0.2500、0.5000g的標(biāo)準(zhǔn)工作混合液（20μg/g）用無苯精煉大豆色拉油稀釋至5g，渦漩混合器30s混勻，分別配制成濃度為0.100、0.200、0.500、1.000、2.000、5.00μg/g的標(biāo)準(zhǔn)系列，按1.3方法進(jìn)行測定，每個濃度測定3次，以待測組分峰面積對質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸。從表2數(shù)據(jù)可以看出6種揮發(fā)性苯系物線性關(guān)系良好，線性相關(guān)系數(shù)r2為0.9910～0.9996。根據(jù)3倍信噪比計(jì)算6種目標(biāo)化合物方法檢出限，方法檢出限：苯為0.006μg/g、甲苯為0.012μg/g，乙苯0.015μg/g、對二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯0.03μg/g（結(jié)果詳見表2）。

圖3 兩種不同色譜柱對6種揮發(fā)性苯系物分離總離子流圖Fig.3 Total ion chromatogram of two different chromatographic column isolated from 6 kinds of volatile benzene series compounds

2.5 回收率及精密度

無苯精煉大豆色拉油中添加六種目標(biāo)化合物，添加3個濃度水平，分別為0.1、0.2、0.5μg/g，按1.3方法測定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表2，結(jié)果表明方法回收率為79.46%～103.38%，RSD=2.34%～8.76%（n=6）。

2.6 樣品檢測

分別采用本法檢測12個含甲苯、乙苯、對二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯毛菜籽油和毛豆油（各6個）陽性樣品（查航運(yùn)記錄，該輪在裝載植物油前有裝載芳烴記錄），檢測結(jié)果見表3，RSD=1.17%～11.23%（n=3）。

3 結(jié)論

本文建立的植物油中6種揮發(fā)性苯系物的靜態(tài)頂空氣相色譜-質(zhì)譜測定方法采用頂空方法，省去繁瑣的樣品前處理過程，大大降低了樣品基質(zhì)干擾，采用HP-INNOWAX極性柱能對二甲苯的三種異構(gòu)體有效分離，采用MS檢測器，提高了檢測靈敏度，方法精確度和穩(wěn)定性良好，測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能滿足植物油中的6種揮發(fā)性苯系物的準(zhǔn)確測定。

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表2 6種揮發(fā)性苯系物線性關(guān)系*、平均回收率R（%）、精密度（RSD，n=6）和檢出限（LOD）Table 2 6 kinds of volatile benzene series linear relationship，the average recovery rate R（%），precision（RSD，n=6）and LOD

表3 植物油樣品中6種揮發(fā)性苯系物檢測結(jié)果Table 3 Detection resutts of 6 volatile benzenes in regetable oil sample

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Determination of 6 kinds of volatile benzene in vegetable oil by headspace GC-MS

SUN Wei-hua，MA Hui，LI Quan，MENG Wen-jing，GU Bei-bei
（Taizhou Entry-Exit Inspection Quarantine Bureau，Taizhou 225300，China）

A method was developed for quantitative determination of 6 volatile benzenes in vegetable oil.Sample of vegetable oil was counterpoised for 30min in 80℃.Gas of headspace was determined by GC-MS.Column was risen by temperature programmed（TP）.The analytes were separated on a HP-INNOWAX column.The separated compounds were ionized by EI，analyzed in selective ion monitoring（SIM）mode and quantified using the external standard method.The calibration curves were linear in the range of 0.1～5μg/g with the correlation coefficients（r2）of 0.9910～0.9996.The methodological limits detection（S/N=3）of benzene was 0.006μg/g，toluene was 0.012μg/g，ethanol was 0.015μg/g，and xylenes was 0.03μg/g.The recoveries was 79.46%～103.38%with the relative standard deviations（RSD%）of 2.34%～8.76%（n=6）at the spiked levels of 0.1～0.5μg/g.

volatile benzenes；headspace；vegetable oil；GC-MS

TS207.3

A

1002-0306（2012）05-0337-04

2011－04－06

孫衛(wèi)華（1971-），男，本科，研究方向：食品安全分析。