韓煥美 張愛(ài)霞 鄭新華 陳 晞 何桂華
(濟(jì)南出入境檢驗(yàn)檢疫局 山東濟(jì)南 250014)
迷迭香提取物(Rosemary Extract)含有鼠尾草酸、迷迭香酚、迷迭香酸、熊果酸、鼠尾草酚、表迷迭香酚、異迷迭香酚、迷迭香二酚等多種有效成分,可分為油溶性(抗氧化劑)和水溶性(抗氧化劑及防腐劑)2種,前者有效成分主要為鼠尾草酸,后者主要為迷迭香酚[1]。迷迭香提取物天然無(wú)毒,抗氧化功效遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的維生素C、維生素E、茶多酚等天然抗氧化劑,是人工合成抗氧化劑 BHA、BHT 的 2~4 倍,且其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易分解,可耐190~240℃高溫,徹底克服了維生素C、茶多酚等大多數(shù)天然抗氧化劑遇高溫分解這一致命弱點(diǎn)[2]。故相比其他同類(lèi)產(chǎn)品,它具有更高效廣譜的優(yōu)勢(shì)。研究者發(fā)現(xiàn),迷迭香提取物在300 mg/kg 時(shí),其抗氧化活性相當(dāng)于200 mg/kg BHA,大于 100 mg/kg 維生素 E[3,4]。迷迭香提取物和茶多酚提取物在食用油脂中的應(yīng)用前景廣泛,但檢測(cè)方法還不成熟,本文旨在建立其相應(yīng)的檢測(cè)方法。
乙腈,色譜純,默克化工技術(shù)有限公司;冰乙酸,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;鼠尾草酸高純?cè)噭?,純度?5%; 鼠尾草酚高純?cè)噭?,純度?8%;熊果酸高純?cè)噭?,純度?8%;迷迭香酸高純?cè)噭?,純度?7%,均購(gòu)于南京春秋生物工程有限公司; 水,Milli-Q 超純水系統(tǒng)制備;Agilent1260 series液相色譜儀,配有FLD 和DAD 檢測(cè)器,美國(guó)安捷倫公司;分析天平(感量為0.1 mg),梅特勒-托利多公司;Milli-Q 純水器,美國(guó) Millipore 公司;IKA-KS130型振蕩器,德國(guó) IK 公司; 色譜柱,Waters XTerra RP-C18(250×4.6 mm,5 μm)。油樣橄欖油、大豆油、花生油等,均購(gòu)于超市。
熊果酸對(duì)照品溶液:稱(chēng)取熊果酸粉劑0.102 g,加入甲醇+水(1+1,V/V)約 2 mL,然后加入約 0.5 mL氫氧化鈉(20 g/L)溶液,攪拌、震蕩使其完全溶解,然后用甲醇+水(1+1,V/V)定容至 10 mL,濃度為1 mg/mL[5];迷迭香酸對(duì)照品溶液:稱(chēng)取粉劑0.2577 g,置 50 mL 容量瓶中,加乙腈、甲醇+乙酸(9+1,V/V)適量使其溶解,再加乙腈稀釋至50 mL,搖勻,濃度為5.0 mg/mL;鼠尾草酸對(duì)照品溶液:稱(chēng)取鼠尾草酸粉劑0.0105 g,置10 mL 容量瓶中,加乙腈、甲醇+乙酸(9+1,V/V)適量使其溶解,再加乙腈稀釋至10 mL,搖勻,濃度為1.0 mg/mL;鼠尾草酚對(duì)照品溶液:稱(chēng)取鼠尾草酚粉劑0.0202 g,置10 mL 容量瓶中,加乙腈、甲醇+乙酸(9+1,V/V)適量使其溶解,再加乙腈稀釋至10 mL,搖勻,濃度為2.0 mg/mL[6]。
系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:精確移取適量的上述標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL 容量瓶中,用乙腈稀釋至刻度,搖勻。制成質(zhì)量濃度均分別為 0.1 μg/mL、0.2 μg/mL、0.5 μg/mL、1 μg/mL、2 μg/mL、5 μg/mL、10 μg/mL 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。在設(shè)定色譜條件下,分別取10 μL進(jìn)行HPLC 分析。以標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。
流動(dòng)相:A,乙腈;B,H2O(含體積分?jǐn)?shù) 4%的冰乙酸);梯度洗脫見(jiàn)表1;流速: 0.8 mL/min;柱溫: 40℃;檢測(cè)波長(zhǎng)為 210 nm、280 nm;進(jìn)樣體積:10 μl。
表1 HPLC梯度洗脫條件
精密稱(chēng)取樣品約2.000 g,加入10 mL 正己烷溶解,然后用10 mL 飽和正己烷的乙腈萃取,振蕩,超聲25 min,離心后取乙腈層,定容至 10 mL,過(guò) 0.45 μm濾膜后上機(jī)檢測(cè)。
按照2.3 的方法繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn),4種迷迭香提取物對(duì)照樣品的液相色譜圖見(jiàn)圖1??瞻讟颖局屑尤胍阎獫舛然旌蠈?duì)照品溶液,稀釋至最低出峰濃度,取信噪比(S/N)=3(S、N 分別為信號(hào)和噪聲的有效功率)時(shí)作為方法的定性檢出限濃度,信噪比(S/N)=10 時(shí)作為方法的定量檢出限濃度。然后根據(jù)加入空白樣本質(zhì)量、定容體積、檢出限濃度計(jì)算出該方法的檢出限,見(jiàn)表2。
圖1 迷迭香提取物標(biāo)準(zhǔn)樣品的液相色譜圖
表2 4種迷迭香提取物對(duì)照品的線(xiàn)性方程
在4種提取物的分離分析過(guò)程中,影響因素很多,除色譜柱之外,流動(dòng)相及流動(dòng)梯度是關(guān)鍵。結(jié)合化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì),初步選擇乙腈、甲醇作為流動(dòng)相中的有機(jī)相,水、乙酸水溶液、乙酸銨水溶液作為流動(dòng)相中的水相。本文比較了乙酸水溶液+甲醇、水+甲醇、乙酸銨水溶液+甲醇、乙酸水溶液+乙腈、水+乙腈等幾種流動(dòng)相。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),1%乙酸水溶液+甲醇作為流動(dòng)相時(shí),不管如何調(diào)整洗脫梯度,各化合物的吸收峰都不夠尖銳,跨度較大,不利于定量; 水溶液+甲醇、0.4%乙酸水溶液+甲醇這2類(lèi)流動(dòng)相也有類(lèi)似的問(wèn)題;2%乙酸銨水溶液+甲醇作為流動(dòng)相時(shí),鼠尾草酸保留時(shí)間小于2.5 min,而熊果酸的保留時(shí)間大于15 min,這說(shuō)明乙酸銨水溶液的極性太大,因此,可以確定,乙酸銨水溶液和甲醇不適合作為此方法的流動(dòng)相。所以,在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,多以乙酸水溶液+乙腈作為該方法的流動(dòng)相。
首先選擇了1%乙酸水溶液+乙腈作為流動(dòng)相,峰型尖銳對(duì)稱(chēng),但是鼠尾草酸的保留時(shí)間不合適;又選擇水+乙腈作為流動(dòng)相,峰型尖銳對(duì)稱(chēng),鼠尾草酸和迷迭香酸分離度不夠。結(jié)合1%乙酸水溶液+乙腈、水+乙腈2種流動(dòng)相的優(yōu)勢(shì),最后選擇0.4%乙酸水溶液+乙腈作為試驗(yàn)的流動(dòng)相,采取了梯度洗脫,以減少分析時(shí)間和提高分離效率,為了更好地控制各化合物的保留時(shí)間,又稍稍降低了流速,定為 0.8 mL/min。
在方法的優(yōu)化過(guò)程中,選擇多波長(zhǎng)同時(shí)檢測(cè),檢測(cè)波長(zhǎng)選擇了4 個(gè),分別為210 nm、251 nm、280 nm、460 nm,同時(shí)采集210~640 nm 的光譜;流動(dòng)相和梯度洗脫條件確定后,分析各化合物的吸收光譜圖,見(jiàn)圖2。不難看出,4種化合物的 λmax(最大吸收波長(zhǎng))各異,鼠尾草酸:λmax=216 nm;迷迭香酸:λmax=220 nm;鼠尾草酚:λmax=231 nm;熊果酸:λmax=210 nm。但是鼠尾草酸、迷迭香酸、鼠尾草酚的光譜圖顯示其在260~360 nm 有完整的吸收峰。多波長(zhǎng)同時(shí)檢測(cè)能選擇各個(gè)化合物的最佳吸收波長(zhǎng),能有效提高目標(biāo)化合物的檢測(cè)靈敏度[7],但是,其定性定量譜圖則顯得比較凌亂,經(jīng)過(guò)綜合考慮選擇280 nm 作為3種化合物的檢測(cè)波長(zhǎng),210 nm 則為熊果酸的檢測(cè)波長(zhǎng)。由圖1和圖2可知,各形態(tài)完全基線(xiàn)分離,峰型對(duì)稱(chēng)、尖銳,滿(mǎn)足檢測(cè)需要,但是鼠尾草酸和迷迭香酸的分離仍需進(jìn)一步調(diào)整色譜條件。
圖2 4種迷迭香提取物對(duì)照品的液相色譜圖和光譜圖
4種迷迭香提取物均為極性相對(duì)較強(qiáng)的化合物,含有脂溶性物質(zhì),因此在提取液的選擇上以甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑作為提取溶液。超聲波可產(chǎn)生高速?gòu)?qiáng)力的物理作用,能提高溶解效率。超聲萃取具有耗時(shí)短、樣品無(wú)交叉污染的特點(diǎn),適合大批量樣品的測(cè)定[8]。因此,依據(jù)文獻(xiàn)及化合物本身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析,本著簡(jiǎn)單便捷、減少交叉污染的原則,選擇了有機(jī)溶劑-超聲提取方式,提取溶劑則選擇了與流動(dòng)相較為一致的試劑。
首先固定超聲時(shí)間15 min,選擇最優(yōu)的提取溶劑。準(zhǔn)確稱(chēng)取2 g 油脂樣本,加入10 mL 正己烷溶解,然后用10 mL 甲醇萃取2 次,合并萃取液,氮吹濃縮,然后用甲醇定容至10 mL,然后過(guò)濾膜上機(jī)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)4種化合物的回收率都不高,為59.4%~77.3%。采用同樣的方法,發(fā)現(xiàn)乙醇溶液作為提取溶劑,回收率為66.7%~75.6%; 乙腈溶液作為提取溶劑,回收率為76.1%~88.6%; 乙酸乙酯作為提取溶劑,回收率為71.2%~80.6%??梢?jiàn),乙腈作為提取溶劑有利于更好地提取油脂中的目標(biāo)產(chǎn)物,因此,先將正己烷和乙腈按照體積分?jǐn)?shù)1∶5 的比例混溶,待靜止后分層,可得到飽和正己烷的乙腈溶液,然后按照上述方法提取油脂中的目標(biāo)產(chǎn)物,回收率為72.4%~90.6%,滿(mǎn)足檢測(cè)需求。為了提高提取效率和簡(jiǎn)化提取步驟,采用飽和正己烷的乙腈提取時(shí),適當(dāng)增加混勻次數(shù),萃取液定容至10 mL,然后在過(guò)濾膜上機(jī)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)回收率為70.4%~89.9%,并沒(méi)有顯著下降,因此,提取溶劑最終選擇飽和正己烷的乙腈溶液。
在減少萃取次數(shù)的前提下,增加震蕩時(shí)間使得加標(biāo)回收率并沒(méi)有明顯降低,因此,又優(yōu)化了超聲時(shí)間。不同超聲時(shí)間下,4種化合物的加標(biāo)回收趨勢(shì)見(jiàn)圖3。從圖3明顯看出,雖然個(gè)別化合物回收率在不同的時(shí)間段有顯著差異,但是,隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng),回收率逐漸升高,25 min 或 30 min 以后,變化甚微,因此,最終選擇超聲時(shí)間為25 min。
圖3 4種迷迭香提取物對(duì)照品的加標(biāo)回收和超聲時(shí)間關(guān)系
實(shí)驗(yàn)表明,“樣品經(jīng)正己烷溶解,然后用飽和正己烷的乙腈溶液萃取,振蕩,超聲25 min,離心后取乙腈層,定容,過(guò)0.45 μm 濾膜后上機(jī)檢測(cè)”,該過(guò)程簡(jiǎn)單便捷,交叉污染小,提取效率高,加標(biāo)回收色譜圖見(jiàn)圖4。圖4中,sam、add 分別為空白樣本、加標(biāo)樣本 2 μg/mL。從圖4上不難看出:4種化合物分離度良好,回收率不是特別良好,計(jì)算回收率均為80.6%~91.3%,這可能與提取溶劑的選擇有關(guān),還需要進(jìn)一步研究。
圖4 橄欖油中添加4種迷迭香提取物標(biāo)準(zhǔn)樣品/對(duì)照品的加標(biāo)回收液相色譜圖
為了驗(yàn)證該方法在檢測(cè)植物油中4種迷迭香提取物的通用性,實(shí)驗(yàn)室選擇了橄欖油、大豆油、花生油、調(diào)和油等4種植物油脂。每種油脂準(zhǔn)確稱(chēng)取約2.0 g 樣本 12份,每 6份為一組,分別添加 1.0 μg/mL和2.0 μg/mL 的4種對(duì)照品,然后按照上述提取過(guò)程提取后上機(jī)檢測(cè),依據(jù)線(xiàn)性方程可得對(duì)應(yīng)化合物的濃度,最后計(jì)算可得回收率,見(jiàn)表3。
表3 迷迭香提取物對(duì)照品加標(biāo)濃度和回收率
(續(xù)表3)
抗氧化劑的添加有利于降低油脂的過(guò)氧化值,抑制油脂的氧化。但是,各類(lèi)抗氧化劑的保鮮效果與添加量有直接關(guān)系。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道和文章研究發(fā)現(xiàn),迷迭香提取物在高溫和低溫條件下均表現(xiàn)出顯著的抗氧化性,有良好的生物安全性[9-11],可以說(shuō),迷迭香提取物是最佳的油脂類(lèi)抗氧化劑。
GB 2760—2007《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定,迷迭香提取物在食用植物油中添加限量是0.7 g/kg。本文通過(guò)優(yōu)化流動(dòng)相、檢測(cè)波長(zhǎng)、提取溶劑和提取時(shí)間等,最終建立了4種迷迭香提取物的檢測(cè)方法,能有效地檢測(cè)食用植物油添加的4種迷迭香提取物,經(jīng)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)證實(shí),其分離度好,對(duì)照品吸收峰型尖銳對(duì)稱(chēng),4種油脂中加標(biāo)回收率為80.6%~91.3%。