陳陽明，郭嬌嬌，宮智勇

(武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北武漢 430023)

近年來，氯丙醇脂肪酸酯是油脂精煉過程中形成的食品污染物，現(xiàn)已日益嚴重，其中3-氯-1，2-丙二醇脂肪酸酯(3-MCPD酯)的研究最多［1-2］。3-MCPD酯最早發(fā)現(xiàn)于酸水解植物蛋白和醬油中，后來在面包、肉和魚制品中也能檢測到，但對于3-MCPD酯在食品中可能導致的食用安全性問題一直未引起重視［3］。近年國外研究發(fā)現(xiàn)，3-MCPD酯存在許多食品中，尤其精煉食用植物油中含量最高［4］。Weibharr［5］等從不同精煉食用植物油中檢測到3-MCPD 酯，其濃度范圍為 0.2—20 mg/kg，3-MCPD酯的含量順序為棕櫚油＞核桃油＞紅花油＞葵花籽油＞大豆油＞油菜籽油。在3-MCPD酯進入機體后，經(jīng)脂肪酶的催化水解作用下可分解形成3-MCPD，毒理學研究發(fā)現(xiàn)3-MCPD可以引起遺傳毒性、生殖毒性作用、腎臟毒性和神經(jīng)毒性作用，還可能有致癌和致突變作用，目前FAO/WHO建議3-MCPD的最高日允許攝取量(TDI)為2 μg/kg BW。研究發(fā)現(xiàn)，嬰幼兒與成人3-MCPD膳食暴露量是TDI的5—20倍，因此，食用植物油中3-MCPD酯含量的準確檢測顯得尤為重要［6-10］。國外對此開展了很多研究，但國內(nèi)對油脂中3-MCPD酯檢測的研究開展較少。目前已經(jīng)有幾種公認的3-MCPD的檢測方法，其中主要包括氣相色譜(gas chromatography，GC)與電子捕獲檢測器(electron capture detection，ECD)聯(lián)用，氣相色譜(gas chromatography，GC)—質(zhì)譜(mass spectrometry，MS)聯(lián)用法以及分子印跡。其中GC—MS法檢測3-MCPD較為準確，例如氣相色譜/飛行時間質(zhì)譜法用于表征某些單一3-MCPD酯組分的［11］，水解—衍生化GC—MS法用于測定3-MCPD酯總量［12］等，這些方法中苯基硼酸(PBA)衍生化的GC—MS法的應用最普遍。本實驗參考國外研究中GC—MS的檢測方法［13］，并優(yōu)化了堿水解—苯基硼酸衍生方法的相關(guān)參數(shù)，使方法的靈敏度有較大的提高，且樣品對儀器的污染程度也有所降低，該方法還免于大量樣品的前處理過程，減少了有機溶劑的消耗，不受其他因素干擾就能夠簡單快速檢測出3-MCPD酯的含量。因此，筆者采用該方法對幾種常見的食用植物油脂中3-MCPD酯的含量進行檢測，并探討油脂的精煉處理工藝對3-MCPD酯含量的影響。

1 材料與方法

1.1 儀器及材料

KQ-500B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);DHG-9123A電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司);N-EVAPTM11l型氮吹儀(Organomation Associates公司);分析天平(上海民僑精密儀器有限公司);G-560E型漩渦混合器(Scientific Industries公司);HH-S2恒溫水浴鍋(金壇市醫(yī)療儀器廠);KQ-250D型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);3800型氣相色譜儀和Saturn2000型質(zhì)譜儀(安捷倫公司)。

3-氯-1，2-丙二醇(3-MCPD)、苯基硼酸(PBA)、3-氯-1，2-丙二醇-d5(3-MCPD-d5)購自 TRC 公司;甲基叔丁基醚、乙酸、乙酸乙酯、正己烷、氯化鈉、無水硫酸鈉、甲醇鈉(上海國藥集團化學試劑有限公司)均為分析純;各種植物油購買于武漢中百倉儲超市。

1.2 樣品處理

稱取約0.1 g油樣于具塞試管中，用0.5 mL混合溶劑A(甲基叔丁基醚∶乙酸乙酯=8∶2，體積比)溶解，釋放游離的3-MCPD，同時在其中添加12 μL(40 ng/mL)內(nèi)標溶液(以游離3-MCPD-d5計)和1.0 mL NaOCH3溶液，45℃下超聲混合溶液 15 min。然后添加3.0 mL正己烷脫脂和3.0 mL混合溶劑B(冰乙酸∶20%氯化鈉溶液=1∶30，體積)中和過量甲醇鈉，渦旋混勻充分后，室溫下靜置8 min。待分層顯著后移除有機層。然后加入萃取劑正己烷3.0 mL混合均勻，其中水相用于衍生化反應。向上述水相中加入250 μL衍生劑苯基硼酸溶液，渦旋混勻充分后，在80℃溫度下，衍生反應20 min。等反應體系冷卻到室溫時，加入正己烷1.0 mL混合充分，待分層后，將上清液移入約含1.5 g無水硫酸鈉的試管中，再重復一次萃取步驟，待渦旋分層后精確量取1μL上清液進行GC—MS檢測分析。

1.3 GC—MS條件

GC條件:柱始溫度:80℃，升溫程序:預熱1 min，先以10℃/min的升溫速率至190℃，然后以40℃/min升溫速率至300℃，維持5 min;進樣口溫度:280℃;DB-5MS毛細管柱子(30 m×0.25 mm×0.25 μm，安捷倫公司);載氣:高純氦，流速 3.0 mL/分鐘;進樣體積:1 μL;進樣形式:不分流進樣。

MS條件:燈絲電流:100 μA;電子倍增器:+250 V;傳輸線溫度:250℃;阱溫度:230℃;歧盒溫度:50℃;電子轟擊離子源(EI);質(zhì)譜采集時間:3.00—29.75 min;溶劑延遲:3 min;掃描速率:0.65 s/次;掃描質(zhì)量數(shù)范圍:m/z 90—300。

2 結(jié)果與分析

2.1 脂肪酸3-MCPD酯檢測方法的建立

利用梯度質(zhì)量的3-MCPD酯標準品建立標準曲線。在常溫條件下，依次稱取100 ng，200 ng，400 ng，800 ng，1 600 ng，3 200 ng，6400 ng 分別進行測定，獲得豐度與3-MCPD酯質(zhì)量(ng)之間的標準曲線方程y=2.84×105x-1.02×103，相關(guān)系數(shù) R=0.999 3，曲線線性擬合良好，信噪比 S/N=3，最低檢測限為50 μg/kg。以MCPD酯含量較低的珍品山茶油為基質(zhì)，分別添加100 ng—104ng(設置3個水平)3-MCPD酯標準品的加標回收實驗，按照上述氣質(zhì)條件下，各加標水平重復測定6次，平均加標回收率在 83.5%—106%之間，相對標準偏差(RSD)＜10%，這表明本方法準確度和精密度高，可以用于脂肪酸3-MCPD酯的暴露評估。

2.2 GC—MS檢測不同食用油中脂肪酸3-MCPD酯的含量

采用苯基硼酸衍生化的GC—MS法對從市場中采購的幾種常見食用植物油中3-MCPD酯的含量進行檢測分析，結(jié)果見表1。

表1 幾種常見食用植物油3-MCPD酯的含量

從表1可見，常見植物油中3-MCPD酯的含量由低到高依次為珍品山茶油、橄欖油、花椒油、大豆油、二級棉油、菜籽油、芝麻油、棕櫚油，3-MCPD酯的含量范圍在2 350—51 250 μg/kg。其中棕櫚油和菜籽油中3-MCPD酯的含量明顯高于國外［14-15］，這可能與油品的種類、油料的生產(chǎn)地區(qū)和加工工藝等因素有關(guān)。

2.3 GC—MS檢測經(jīng)不同工藝處理后的菜籽油中脂肪酸3-MCPD酯的含量

根據(jù)表1脂肪酸3-MCPD酯的檢測結(jié)果，筆者在本實驗對3-MCPD酯含量較高的菜籽油做再一步的研究，經(jīng)不同的工藝處理，觀察其對3-MCPD酯含量的變化情況，見表2。其中1—10處理工藝條件為:220℃，常壓條件下［16］，進行如水化、堿練、中和、酸化、過濾、脫膠、水洗、脫色、萃取、真空10種不同工藝處理30 min。

表2 不同工藝處理后菜籽油3-MCPD酯的含量

從表2結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菜籽油在保持溫度220℃、常壓條件不變的情況下，經(jīng)不同加工工藝處理30 min后，菜籽油中3-MCPD酯的含量雖有一定程度的降低，但與未處理組無明顯變化，在食用菜籽油經(jīng)精煉處理后，再進行一系列的脫除工藝處理，經(jīng)GC—MS分析，不同處理工藝組RSD分別為2.9%—15.1%，精密度完全滿足分析的需要。與未處理組比，菜籽油中的3-MCPD酯含量沒有很大的變化(P＞0.05)，因此，可以猜測3-MCPD酯可能在油脂精煉工序中就已經(jīng)產(chǎn)生。Franke K等［17］研究表明脫臭工序是3-MCPD酯形成的關(guān)鍵精煉工序，其中溫度又是脫臭工序的主要因素，而其他工序如水解、脫膠、脫色等對3-MCPD酯的含量影響較小。因此，本研究在保持溫度220℃、常壓條件不變的情況下，再采用堿練、真空、萃取等不同工藝處理，發(fā)現(xiàn)對油脂中3-MCPD酯的含量影響不大，這也進一步證實油脂的精煉過程中，脫臭溫度可能是3-MCPD酯形成的關(guān)鍵因素。

3 結(jié)論

筆者采用苯硼酸衍生化—氣質(zhì)法聯(lián)用技術(shù)檢測8種常見植物油和10種不同工藝處理后的菜籽油中脂肪酸3-MCPD酯的含量。該方法靈敏度高，對儀器污染小，避免了大量樣品的前處理過程，有機溶劑消耗少，還不受其他因素干擾，就能夠簡單快速檢測出植物油中脂肪酸3-MCPD酯的含量，其中含量由低到高依次為珍品山茶油、橄欖油、花椒油、大豆油、二級棉油、菜籽油、芝麻油、棕櫚油，其3-MCPD酯的含量范圍為2 350—51 250μg/kg。在對菜籽油采用保持溫度220℃、常壓條件不變的情況下，經(jīng)過10種不同工藝處理30 min，菜籽油中脂肪酸3-MCPD酯含量無明顯變化，這可能是脂肪酸3-MCPD酯在菜籽油精煉脫臭工序中就已經(jīng)產(chǎn)生，其中脫臭溫度又可能是產(chǎn)生3-MCPD酯最主要的原因。

［1］Svejkovska B，Novotny O，Divinova V，et al.Esters of 3-chloropropane-1，2-diol in foodstuffs［J］.Czech J Food Sci，2004，22(5):190-196.

［2］Hamlet C G，Sadd P A ，Crews C，et al.Occurrence of 3-chloro-propane-1，2-diol(3-MCPD)and related compounds in foods:A review［J］.Food Addit Contam，2002，19:619-631.

［3］Velisek J，Davidek J，Kubelka V，et al.New chlorine-containing organic compounds in protein hydrolysates［J］.Agric Food Chem，1980，28:1142-1144.

［4］Hrncirik K，van Duijn G.An initial study on the formation of 3-MCPD esters during oil refining［J］.Eur J Lipid Sci Technol，2011，113:374-379.

［5］Wei?harr R.3-MCPD esters in edible fats and oils-a new worldwide problem［J］.Eur J Lipid Sci Technol，2008，110(8):671-672.

［6］JEFCA，Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives:Safety evaluation of certain food additives and contaminants(prepared by 57th Meeting，5-14 June，2001，Rome，Italy).WHO［J］.Food Addit Ser，2002，48:401-432.

［7］Buhrke T，Weisshaar R，Lampen A.Absorption and metabolism of the food contaminant 3-chloro-1，2-propanediol(3-MPCD)and its fatty acid esters by human intestinal Caco-2 cells［J］.Arch Toxicol，2011，85(11):1201-1208.

［8］Bakhiya N，Abraham K，Gurtler R，et al.Toxicological assessment of 3-chloropropane-1，2-diol and glycidol fatty acid esters in food ［J］.Mol Nutr Food Res，2011，55(4):509-521.

［9］Lynch B S，Bryant D W，Hook G J，et al.Carcinogenicityofmonochloro-l，2-pro-panediol(α-chlorohydrin，3-MCPD)［J］.Int J Toxicol，1998，17:47-76.

［10］Wei?haar R.Fatty acid esters of 3 ‐ MCPD:Overview of occurrence and exposure estimates［J］.European journal of lipid science and technology，2011，113(3):304-308.

［11］Divinova V，Svejkovska B，Dolezal M，et al.Determination of free and bound 3-chloropropane-1，2-diol by gas chromatography with mass spectrometric detection using deuterated 3-chloropropane-1，2-diol as internal standard［J］.Food Sci，2004，22:182-189.

［12］Hamlet C G，Asuncion L.Single-laboratory validation of a method to quantify bound 2-chloropropane-1，3-diol and 3-chloropropane-1，2-diolin foodstuffs using acid catalysed transesteri fi cation，HFBI derivatisation and GC/MS detection［J］.Eur J Lipid Sci Technol，2011，113(3):345-355.

［13］Hirofumi Sato，Naoki Kaze，Hiroshi Yamamoto，et al.2-Monochloro-1，3-propanrdiol(2-MCPD)Dynamics in DGF Standard Methods and Quantification of 2-MCPD［J］.Journal of the American Oil Chemists’Society.2013，90(8):1121-1130.

［14］Zelinkov Z，Doleoa M，Velnek J.Occurrence of 3-chloropropane-1，2-diol fatty acid esters in infant and baby foods［J］.Eur Food Res Technol，2009，228(4):571-578.

［15］Zelinkova Z，Svejkovska B，Velisek J，et al.Fatty acid esters of 3-chloropropane-1，2-diol in edible oils［J］.Food Addit Contam，2006，23:1290-1298.

［16］Shimizu M，Weitkamp P，Vosmann K，et al.TemperatureDependency When Generating Glycidyl and 3-MCPD Esters from Diolein［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，2013，90(10):1449-1454.

［17］Franke K，Strijowski U，F(xiàn)leck G，et al.Influence of chemical refining process and oil type on bound 3-chloro-1，2-propanediol contents in palm oil and rapeseed oil［J］.LWT-Food Science and Technology，2009，42(10):1751-1754.