頂空氣相色譜法測(cè)定食用植物油中苯、甲苯和二甲苯

顏立毅，鄭麗斯

（江門(mén)市食品檢驗(yàn)所，廣東江門(mén) 529000）

苯、甲苯、二甲苯工業(yè)上俗稱(chēng)“三苯”，廣泛應(yīng)用于染料工業(yè)、農(nóng)藥生產(chǎn)、香料制作、造漆、噴漆、制藥、制鞋、家具制造等行業(yè)。苯、甲苯和二甲苯均為無(wú)色透明油狀液體，具有強(qiáng)烈芳香味，易揮發(fā)為氣體,易燃有毒。苯、甲苯和二甲苯侵入人體途徑包括吸入、食入、經(jīng)皮吸收。在職業(yè)活動(dòng)中，苯、甲苯和二甲苯主要以氣體經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體，短時(shí)間吸入高濃度的苯、甲苯和二甲苯氣體或長(zhǎng)期吸入低濃度苯、甲苯和二甲苯氣體均可引起作業(yè)工人身體損害，造成急性或慢性中毒[1]。針對(duì)苯、甲苯和二甲苯及其它揮發(fā)性有機(jī)溶劑污染的檢測(cè),目前已有研究主要集中在輕化工、環(huán)境領(lǐng)域，食品中苯、甲苯和二甲苯的殘留量檢測(cè)方法尚未見(jiàn)報(bào)道。

食用植物油是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫囊环N食品烹飪輔料，其品質(zhì)好壞與人們的健康息息相關(guān)，也是食品安全監(jiān)管的重點(diǎn)。目前食用植物油的加工工藝分為壓榨法和浸出法。壓榨法是傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，提取效率低；浸出法是采用溶劑油（6#輕汽油）將油脂原料經(jīng)過(guò)浸泡后，進(jìn)行高溫提取，使油脂被萃取出來(lái)的一種制油工藝，是現(xiàn)今國(guó)際上公認(rèn)的較為高效的生產(chǎn)方法，具有出油率高、加工成本低、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，但是容易造成有機(jī)溶劑殘留[2]，而目前還沒(méi)有食用植物油中有機(jī)溶劑殘留量檢測(cè)方法。

筆者建立同時(shí)檢測(cè)食用植物油中苯、甲苯和二甲苯的殘留量的頂空氣相色譜法，對(duì)食用植物油的產(chǎn)品質(zhì)量控制提供技術(shù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

頂空自動(dòng)進(jìn)樣器：TriPlus300HS 型，使用配有金屬密封蓋和惰性密封墊的20 mL 玻璃頂空瓶，美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司。

氣相色譜儀：TRACE1310 型，配氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)，美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司 。

電子分析天平：LE204E/02 型，感量為0.1 mg，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

N,N-二甲基乙酰胺：質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.0%，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

苯標(biāo)準(zhǔn)品：質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.0%，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

甲苯標(biāo)準(zhǔn)品：質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.0%，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

二甲苯標(biāo)準(zhǔn)品：包括鄰、間、對(duì)三種異構(gòu)體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不小于99.0%，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 氣相色譜儀

毛細(xì)管色譜柱：TG-624 型 (30 m×0.25 mm，1.4 μm，美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司)；柱溫： 程序升溫，初溫為40 ℃，保持1 min，以10 ℃/min 升溫至100 ℃，保持1 min，再以40 ℃/min升溫至250 ℃，保持1 min；載氣：氮?dú)?，流量? mL/min；進(jìn)樣口溫度：220 ℃；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣，分流比為25∶1；檢測(cè)器：FID；檢測(cè)器溫度：260 ℃。

1.2.2 頂空進(jìn)樣系統(tǒng)

頂空平衡時(shí)間：30 min；頂空平衡溫度：70 ℃；進(jìn)樣體積：1 mL；循環(huán)時(shí)間： 25 min；爐溫：70 ℃； 腔體溫度：80 ℃；傳輸線溫度：90 ℃。

1.3 溶液配制

苯、甲苯和二甲苯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：各組分質(zhì)量濃度均為10 mg/mL，準(zhǔn)確稱(chēng)取一定質(zhì)量的苯、甲苯和二甲苯標(biāo)準(zhǔn)品，用N,N-二甲基乙酰胺溶解并定容。

苯、甲苯和二甲苯標(biāo)準(zhǔn)中間液：各組分質(zhì)量濃度均為0.1 mg/mL，準(zhǔn)確吸取0.5 mL苯、甲苯和二甲苯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于50 mL容量瓶中，迅速用N,N-二甲基乙酰胺定容至標(biāo)線，臨用現(xiàn)配。

苯、甲苯和二甲苯系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：稱(chēng)取5.0 g（精確到0.01 g）經(jīng)檢測(cè)不含苯、甲苯和二甲苯的食用植物油6份于6只20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，用微量進(jìn)樣器迅速加入苯、甲苯和二甲苯標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液和苯、甲苯和二甲苯標(biāo)準(zhǔn)中間液，混勻，配制成的系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液中各組分質(zhì)量濃度均分別為2.0、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0 mg/L。

1.4 樣品測(cè)定

稱(chēng)取5.0 g（精確到0.01 g）食用植物油于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，立即壓蓋密封，保持頂空瓶直立，采用自動(dòng)頂空進(jìn)樣，經(jīng)TG-624 型毛細(xì)管色譜柱分離后，用氫火焰離子化檢測(cè)器檢測(cè)，以保留時(shí)間定性，色譜峰面積標(biāo)準(zhǔn)曲線外標(biāo)法定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品處理

實(shí)驗(yàn)比較了兩種樣品處理方法：（1）樣品直接頂空進(jìn)樣。即直接稱(chēng)取5.0 g（精確到0.01 g）食用植物油于20 mL 頂空進(jìn)樣瓶中，壓蓋密封后檢測(cè)；（2）向樣品種加入N,N-二甲基乙酰胺后再頂空進(jìn)樣。具體做法是稱(chēng)取1.0 g（精確到0.01 g）食用植物油于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，加入5.0 mLN,N-二甲基乙酰胺后壓蓋密封檢測(cè)。結(jié)果表明，樣品直接頂空進(jìn)樣比樣品加N,N-二甲基乙酰胺后再頂空進(jìn)樣回收率高，重現(xiàn)性好，故采用樣品直接頂空進(jìn)樣。

2.2 色譜條件的選擇

2.2.1 升溫程序

通過(guò)比較初始溫度和升溫速率對(duì)分離效能、分析時(shí)間及分離度的影響，兼顧分離完全、色譜峰形對(duì)稱(chēng)和分析時(shí)間等因素，分別選擇初溫溫度為40、50、60、70 ℃，升溫速率為10、20、30、40 ℃/min 進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，程序升溫初溫溫度為40 ℃保持1 min，然后以10 ℃/min 升溫至100 ℃并保持1 min，再以40 ℃/min 升溫至250 ℃并保持1 min，分離效能、分析時(shí)間及分離度最好。

2.2.2 分流比

根據(jù)柱效、色譜峰形及最低檢出限對(duì)分流比的影響，選擇分流比為25∶1、50∶1、100∶1進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，隨著分流比的增大，目標(biāo)物的質(zhì)量濃度逐漸變小，分流比為 25∶1的定量效果最佳。

2.3 頂空條件的選擇

2.3.1 平衡溫度

分別設(shè)置平衡溫度為10、20、30、40、50 ℃, 使用加標(biāo)樣品進(jìn)行試驗(yàn),考察不同平衡溫度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)物測(cè)定結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

由圖1 可知，當(dāng)平衡溫度小于30 ℃時(shí)，隨著平衡溫度升高，測(cè)定值逐漸增大；當(dāng)平衡溫度為30 ℃時(shí)測(cè)定值達(dá)到最大；當(dāng)平衡溫度大于30 ℃時(shí)，隨著溫度的升高測(cè)定值變化不大?？紤]平衡溫度過(guò)高會(huì)引起頂空瓶?jī)?nèi)壓力過(guò)高導(dǎo)致氣密性變差，采用平衡溫度為30 ℃。

2.3.2 平衡時(shí)間

分別設(shè)置平衡時(shí)間為40、50、60、70、80 min，使用加標(biāo)樣品進(jìn)行試驗(yàn)，考察不同平衡時(shí)間對(duì)應(yīng)的目標(biāo)物測(cè)定值，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同頂空平衡時(shí)間對(duì)應(yīng)的測(cè)定值

由圖2 可知，隨著平衡時(shí)間的增加，測(cè)定值增大，兼顧平衡時(shí)間對(duì)分析靈敏度的影響，選擇平衡時(shí)間為70 min。

2.4 色譜圖

在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，苯、甲苯和二甲苯混合標(biāo)準(zhǔn)品、空白樣品和加標(biāo)樣品色譜圖分別如圖3～圖5所示。

圖5 加標(biāo)樣品色譜圖

2.5 線性范圍及檢出限

取苯、甲苯和二甲苯系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，進(jìn)行頂空氣相色譜分析。以色譜峰面積為縱坐標(biāo)，各組分質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)繪制線性方程，根據(jù)3 倍信噪比計(jì)算方法檢出限。5 種目標(biāo)物的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限見(jiàn)表1。由表1 可知，在質(zhì)量濃度為2.0～40.0 mg/kg 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.998～0.999 5，方法檢出限為0.07～0.18 mg/kg。

表1 苯、甲苯和二甲苯線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.6 方法精密度和回收率

按照優(yōu)化后的色譜條件測(cè)定空白樣品，然后加入已知濃度的苯、甲苯和二甲苯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在同一條件重復(fù)試驗(yàn)7 次，計(jì)算加標(biāo)回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，5種目標(biāo)物加標(biāo)回收率為90.4%～104%，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.5%～4.2%，精密度、準(zhǔn)確度均滿足分析技術(shù)要求。

表2 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

采用頂空氣相色譜法測(cè)定食用植物油中苯、甲苯和二甲苯的殘留量，方法靈敏度高，有較好的準(zhǔn)確度和精密度，線性關(guān)系良好，適用于測(cè)定食用植物油中苯、甲苯和二甲苯的殘留量的檢測(cè)，也為研究樣品中的苯、甲苯和二甲苯的殘留量提供了便捷可靠的參考方法。