胡浩斌，張小偉，張鵬會

(隴東學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，甘肅慶陽 745000)

以不同方法提取的食用紫蘇油為研究對象，采用超聲波輔助溶劑提取、固相萃取、凈化等方法提取油中的多環(huán)芳烴，采用氣相色譜-質(zhì)譜-選擇離子檢測法(GCMS-SIM)，對紫蘇油中多環(huán)芳烴進(jìn)行檢測和分析，為科學(xué)合理地優(yōu)化油脂提取和精煉工藝、檢測與控制PAHs、確保食用紫蘇油的質(zhì)量安全具有指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

采自甘肅省正寧縣永正鄉(xiāng)的紫蘇籽，經(jīng)干燥、除雜、破碎后，分別采用機(jī)械壓榨法、正己烷浸提法和超臨界CO2流體萃取法提取紫蘇油，供分析用。

萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并［a］蒽、屈、苯并［b］熒蒽、苯并［k］熒蒽、苯并［a］芘、茚并［1，2，3-c，d］芘、二苯并［a，h］蒽和苯并［g，h，i］芘等16 種組分的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(質(zhì)量濃度均為10 mg/L，純度≥99%，北京百靈威科技有限公司);正己烷和二氯甲烷(色譜純，天津四友精細(xì)化學(xué)品有限公司);無水硫酸鈉(化學(xué)純，用前在420 ℃下干燥4h);其他試劑等均為分析純(西安化學(xué)試劑廠)，實(shí)驗(yàn)用水符合GB/T6682 一級水要求;硅膠(200 目，青島勝?；び邢薰荆们霸?00 ℃下干燥2h);中性氧化鋁(60 目，上海納輝干燥試劑廠，用前在200 ℃下干燥5 h)。

GC6890N/MSD5973N 型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國安捷倫科技有限公司)，配7683 型自動進(jìn)樣器;KQ-250 型超聲清洗儀(昆山市超聲儀器有限公司);XK96-B 型快速混勻器(姜堰市新康醫(yī)療器械有限公司)。自制硅膠-氧化鋁復(fù)合層析柱(在30 cm × 1.5 cm 的玻璃柱中，由下往上依次填入5 g 硫酸鈉、5 g 硅膠、1 g 氧化鋁和5 g 硫酸鈉。

1.2 檢測條件

色譜條件:HP-5MS 色譜柱(30 m × 0.25 mm ×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度300 ℃;程序升溫:70 ℃保持2 min，25 ℃/min 升至150 ℃，3 ℃/min 升至200 ℃，再以8 ℃/min 升至280 ℃保持10 min;載氣為高純He(99.999%)。恒流模式，流速1.0 mL/min，進(jìn)樣量1.0 μL，脈沖不分流模式進(jìn)樣1 min 后開閥。

質(zhì)譜條件:電子轟擊離子源(EI)溫度230 ℃，電子能量70 eV，雙四極桿溫度150 ℃;傳輸線溫度280℃;猝滅氣(He)流量為2.25 mL/min，碰撞氣(N2)流量為1.5 mL/min，掃描范圍(m/z)50～450 amu，溶劑延遲4 min。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 PAHs 的分離和測定 按項(xiàng)1.2 下條件，對16種PAHs 的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行掃描，得總離子流圖(圖1)。根據(jù)各化合物的保留時間和質(zhì)譜圖，確定選擇離子監(jiān)測的采集時間和特征離子，并以信噪比為3 (S/N=3)時的對應(yīng)濃度作為方法的檢測限，結(jié)果見表1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)溶液中16 種PAHs 的總離子流

表1 16 種PAHs 的保留時間、特征離子和檢測限

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制 準(zhǔn)確移取10 mg/L 的混合標(biāo)準(zhǔn)液0.01、0.02、0.05、0.1、0.5、1.0 mL，分別置于10 mL 容量瓶中，用正己烷定容，得到濃度分別為10、20、50、100、500、1 000 μg/L 系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。再按照“1.2”下的條件，對系列標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行GC分析，每個質(zhì)量濃度水平測定3 次，取平均值。以各組分的峰面積(Y)對質(zhì)量濃度(X)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到各待測組分標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)，結(jié)果見表2。

表2 各PAHs 的線性范圍、線性方程和相關(guān)系數(shù)

1.3.3 樣品的處理與測定 分別將壓榨法、正己烷浸提法和超臨界CO2流體萃取得到的紫蘇油準(zhǔn)確稱取5.0 g，置于25 mL 試管中，加入10 mL 正己烷-丙酮(1∶1，V/V)，振蕩混勻，以250 W 功率超聲10 min，得提取液。將硅膠-中性氧化鋁層析柱先用15 mL 正己烷-二氯甲烷(1∶1，V/V)混合液活化后，分別加入上述提取液，先用10 mL 正己烷沖洗并棄去沖洗液，再用20 mL正己烷-二氯甲烷(1∶1，V/V)混合液洗脫，洗脫液于40 ℃下自然揮發(fā)濃縮至1.0 mL，用正己烷定容至1.0 mL。再按照“1.2”下的檢測條件，分別進(jìn)行測定，總離子流圖見圖2。

定性檢測的依據(jù):被測樣品色譜峰的保留時間與標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的保留時間相一致;被測樣品檢測離子的相對豐度與標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的相對豐度兩者之差不大于允許相對偏差，則可判斷樣品中存在對應(yīng)的被測物［1］。

1.3.4 計(jì)算方法 根據(jù)樣品峰面積，由各回歸方程計(jì)算各PAH 的質(zhì)量m，再按關(guān)系式C=m/W 計(jì)算樣品中各PAH 的含量C。其中:C 的單位為μg/kg、m 的單位為ng、W 為樣品質(zhì)量，單位為g。

2 結(jié)果與討論

2.1 原料的選取及加工

造成食用油中PAHs 含量高的主要因素為原料及加工污染。為了避免加工過程中引入PAHs，選料時，應(yīng)考慮:①采用人工收獲油料，盡量減少在機(jī)械收獲、運(yùn)輸、加工等過程中與污染源接觸;②用玻璃瓶盛裝油料;③選擇合適的油料干燥方式并控制合理的水分含量;④篩選環(huán)保浸提溶劑，控制溶劑中PAHs的含量。

圖2 紫蘇油中16 種PAHs 的總離子流圖

2.2 色譜條件的選擇

色譜分離時，不僅載氣流速影響分離度，而且升溫程序的不同也會導(dǎo)致色譜分離度的變化。本實(shí)驗(yàn)采用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行色譜條件的優(yōu)化，最后確定的色譜條件見“1.2”。

2.3 提取方法及條件的選擇

由于PAHs 的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，采用超聲波提取方法簡單、速度較快、提取率高，目前是食品中提取PAHs 大多采用的方法［2］。本試驗(yàn)選用5 種溶劑系統(tǒng)，分別對超臨界CO2萃取油品進(jìn)行超聲提取，并按“1.3.3”下的程序進(jìn)行凈化與測定，結(jié)果見表3。

從表3 可看出，用正己烷-丙酮(1∶1，V/V)作提取溶劑，除芴、菲、二苯并［a，h］蒽、苯并［g，h，i］芘外，其他PAHs 的提取效率最高。同樣，以PAHs的提取效率為指標(biāo)，考察溶劑用量、超聲功率和超聲時間對PAHs 提取效率的影響。通過優(yōu)化得到最佳提取條件為:提取溶劑為正己烷-丙酮(1∶1，V/V)10 mL、超聲功率為250 W、超聲時間為10 min。

表3 提取溶劑對PAHs 提取效果的影響 單位:μg/kg

2.4 純化方法的選擇

由于PAHs 是非極性或弱極性物質(zhì)，植物油品基體復(fù)雜，PAHs 含量低，穩(wěn)定性差，而且油脂中含有的大量甘油三酯和脂肪伴隨物等干擾因素多，分析難度大。因此，需要對油品進(jìn)行預(yù)處理以富集待測組分，并采用適當(dāng)方法凈化以消除基體的干擾、提高檢測的靈敏度，降低檢測限。

本試驗(yàn)按照“1.3.3”下的凈化方法，以正己烷-二氯甲烷為洗脫劑，分別選用3 種不同的吸附劑對超臨界CO2萃取油品進(jìn)行凈化后，再按“1.2”下的條件進(jìn)行測定，計(jì)算各PAHs 的含量，比較各固相萃取柱的凈化效果，結(jié)果見表4。

表4 吸附劑對PAHs 提取效果的影響 單位:μg/kg

(續(xù))

結(jié)果表明，硅膠—中性氧化鋁復(fù)合柱(5g/1g)的凈化效果最好，基質(zhì)干擾也較少。硅膠價格便宜、凈化速率快，但對油品中色素的去除效果不佳;氧化鋁對脂肪具有更大的柱容量，且對某些成分有一定的分解作用，洗脫時間長，重現(xiàn)性較差，故不能單獨(dú)使用氧化鋁作填料。經(jīng)優(yōu)化選擇硅膠-中性氧化鋁(5g/1g)為吸附劑，正己烷-二氯甲烷(1∶1，V/V)為洗脫劑對油品進(jìn)行凈化。

2.5 方法學(xué)考察

2.5.1 線性關(guān)系及檢出限 表2 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在10～1 000 μg/L 濃度范圍內(nèi)，該方法的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.994～0.999，以3 倍信噪比計(jì)算的各PAHs 檢測限見表1。

2.5.2 精密度和準(zhǔn)確度 取1 μL 質(zhì)量濃度為500 μg/L

的PAHs 混合標(biāo)準(zhǔn)液，在1 d 內(nèi)按照實(shí)驗(yàn)條件連續(xù)測定10 次，通過峰面積計(jì)算的日內(nèi)RSD 在3.20%～6.92%范圍內(nèi)。為考察方法的準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確稱取5.0 g 已知各組分含量的超臨界CO2萃取的紫蘇油樣品，分別加入質(zhì)量濃度為500 μg/L 的PAHs 混合標(biāo)準(zhǔn)工作液100 μL、300 μL 和500 μL，每個添加水平做5 個平行樣品，按照“1.3.2”下的方法進(jìn)行提取、凈化后，再按“1.2”下的檢測條件進(jìn)行分析，計(jì)算各PAH 的回收率和RSD，結(jié)果見表5。

由表5 可見，16 種PAHs 的回收率在77.4%～91.7%，RSD 在3.12～8.73% (n=5)。

2.6 樣品測定結(jié)果

用本文所建立的方法測定了3 種紫蘇油品中各PAHs 的含量，結(jié)果見表6。結(jié)果表明，3 種紫蘇油中，以萘、苊、二氫苊、熒蒽、芘的含量最高，這與焦化廢水和環(huán)境空氣樣品研究的結(jié)果有相似性，可見在紫蘇生長期，水和大氣等環(huán)境污染是造成紫蘇中PAHs 殘留的主要因素;同時，紫蘇油中PAHs 的含量隨提取方法的不同而有差異，其中超臨界CO2流體萃取油品中PAHs的含量最高，而壓榨油品中PAHs 的含量最低，但均未超出國家規(guī)定的食用油中多環(huán)芳烴含量標(biāo)準(zhǔn)［1］。這可能是因?yàn)镻AHs 是非極性物質(zhì)，具有脂溶性，采用正己烷浸提或超臨界CO2流體萃取法，能使更多的PAHs 被提取出來，而壓榨油則更多地留在籽粕中。

表5 16 種PAHs 的加標(biāo)回收率和精密度(n=5)

3 結(jié)論

本文采用GC-MS-SIM 法對用不同方法提取的3 種紫蘇油中的16 種PAHs 進(jìn)行定性和定量分析。在10～1000 μg/L 濃度范圍內(nèi)，16 種PAHs 的線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.994～0.999，加標(biāo)回收率在77.4%～91.7%之間，日內(nèi)(n=10)RSD 為3.20%～6.92%，檢測限為0.08～0.45 μg/kg。溶劑浸提法和超臨界CO2萃取法雖然比壓榨法的出油率高，油料資源的利用率高，但PAHs 的殘留量明顯的高于壓榨法。該方法快速準(zhǔn)確、PAHs 的凈化和分離度好、分析靈敏度高、重復(fù)性好，可適用于對紫蘇油中PAHs 的快速分離與檢測。食用油中PAHs 的污染已經(jīng)引起世界各國的廣泛重視［3-5］。為確保食用油脂質(zhì)量安全，針對PAHs 的來源，食用油生產(chǎn)企業(yè)要從原料的收獲、干燥、運(yùn)輸?shù)冗^程抓起，選用科學(xué)合理的油脂提取和精煉工藝，開發(fā)簡單、快速的食用油中PAHs 檢測方法，加強(qiáng)生產(chǎn)和儲藏過程中PAHs 的實(shí)時、在線監(jiān)控，避免有害因素的形成，確保食用油安全。

表6 紫蘇油中各PAHs 的含量

［1］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23213-2008.植物油中多環(huán)芳烴的測定——?dú)庀嗌V-質(zhì)譜法，3-4.

［2］章汝平，何立芳.食品中多環(huán)芳烴的提取、純化以及檢測方法的研究進(jìn)展［J］.食品科技，2007，24 (1):20-25.

［3］張根生，趙全，岳曉謐，等.食品中有害化學(xué)物質(zhì)的危害與檢測［J］.中國計(jì)量，2006，24 (6):222-230.

［4］張小濤，劉玉蘭，王月華.食用油脂中多環(huán)芳烴的研究進(jìn)展［J］.中國油脂，2012，37 (10):45-49.

［5］Moret S，Purcaro G，Conte L S.Polycyclic aromatic hydrocarbons in vegetable oils from canned foods［J］.Eur.J.Lipid Sci.Technol.，2005，107 (7-8):488-496.