陶銀 陳國艷
[摘要]建立一種快速、準確、操作簡單的通過頂空-氣相色譜法測定食用植物油中溶劑殘留的分析方法,在國標基礎(chǔ)上,對頂空進樣器、色譜柱測定條件進行分析驗證,采用內(nèi)標法進行定量,得出該方法靈敏度高,并且能簡便、準確、快速地測定出食用植物油中的溶劑殘留。
[關(guān)鍵詞]頂空-氣相色譜法;食用植物油;溶劑殘留
中圖分類號:O657.71;TS227文獻標識碼:A DOI:10.16465/j.gste.cn431252ts.201910
食用植物油是食用油的一種,即植物性油料作物的含油部分經(jīng)過壓榨、精煉等工藝而成的食用油品,油料作物經(jīng)過初榨產(chǎn)出原油和粕類(副產(chǎn)品),原油精煉后,即為食用植物油。植物油是人體必需脂肪酸的重要來源,能提供人體必需的熱量,且有利于維生素A、D等脂溶性維生素的吸收,對于保證人體健康和營養(yǎng)平衡很有很大幫助。隨著居民生活水平的不斷提高,健康觀念深入人心,作為人們?nèi)粘OM的必需品之一,國內(nèi)食用植物油的消費觀念和結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化,人們對食用油的品質(zhì)要求也日漸苛刻,在滿足需求的同時,對食用油的營養(yǎng)和品質(zhì)以及安全性也有了一定的要求。
1 食用油加工工藝分析
食用植物油的加工工藝主要有兩種:直接壓榨法和溶劑浸出法[1-2](見圖1)。
由圖1浸出油工藝分析可知,需要加入溶劑浸提,再加上脫膠、脫酸、脫色、脫臭才能得到成品浸出油。雖然工藝中會去除很大一部分溶劑,可仍然會有溶劑殘留;而在我國,為了提高出油率,對于壓榨后的油渣油餅,仍然還會用溶劑再次進行浸提,用溶劑浸提,成品油里就會有少量殘留的溶劑[3-4]。
浸出法常用的溶劑為6號溶劑,最主要的成分為正己烷,但正己烷揮發(fā)性強、脂溶性高,易在體內(nèi)蓄積并產(chǎn)生神經(jīng)毒性[5-9],因此我國常見的植物油均把溶劑殘留作為強制性指標加以檢驗;溶劑殘留是食用植物油衛(wèi)生標準的必檢項目,其標準規(guī)定值為原油100mg/kg、植物油為50mg/kg[10-14]。我國現(xiàn)行的測定溶劑殘留的檢驗標準方法為《食用植物油溶劑殘留量的測定》(GB 5009.262-2016),采用GC頂空進樣[15]。文章在國標基礎(chǔ)上,對頂空自動進樣器、色譜柱測定條件進行分析驗證,得出并建立GC頂空進樣測定溶劑殘留的最優(yōu)方法。
2 材料與方法
2.1 儀器與材料
2.1.1 儀器
上海天美7900氣相色譜儀(配FID檢測器):上海天美科學(xué)儀器有限公司;自動頂空進樣器(Auto HS):成都科林分析技術(shù)有限公司。
2.1.2 材料
“6號溶劑”溶液標準品,編號BW3599,濃度為10mg/mL:國家糧食局科學(xué)研究院;空白基底植物油,待測定食用植物油:選用云南特色青刺果油以及青刺果為原料榨油為測定樣品。青刺果是一種云南麗江特產(chǎn)的稀有木本油料植物,據(jù)《世界植物書庫》《滇南本草》記載,只出自麗江地區(qū)海拔2 300~3 200m的高寒冷涼山區(qū)。以青刺果榨成的青刺果油,青刺果油保留了純天然的生物活性成分,其中含有多種人體易于吸收的脂溶性維生素、微量元素和大量人體必需的氨基酸。青刺果油不含對人體有害的芥酸,并含豐富的維生素E、A等,以及與人體脂質(zhì)比例(1∶1∶1)非常接近的脂肪酸結(jié)構(gòu)(1∶1∶0.8),由于其組成與人體脂類非常接近,因此滲透性良好,易被皮膚吸收,可保持皮膚營養(yǎng)、水分和彈性,改善皮膚角質(zhì)層的退化,修復(fù)粗糙肌膚。
青刺果油1#、2#均為市場采購壓榨青刺果油,3#、4#為云南省糧油科學(xué)研究院中心實驗室采用壓榨法制得。青刺果油營養(yǎng)豐富,風味物質(zhì)較多,因此選用為測定樣品較為合理。
2.2 標準曲線制備
稱量5.0g(精確至0.01)基體植物油6份于20mL頂空進樣瓶中,向每瓶基體油中加入5uL正庚烷作為內(nèi)標(內(nèi)標含量為68mg/kg),輕微搖勻。6號溶劑最主要的成分為正己烷,正己烷的密度為13.2 mg/mL,按照正己烷密度配制,分別加入0uL、0.25uL、0.5uL、1.0uL、1.5uL、2.0uL,立即密封,相當于濃度為 26.4mg/kg、66 mg/kg、132mg/kg、198mg/kg、264mg/kg的基體油標準濃度。保持頂空進樣瓶直立可進行輕微晃動,使物質(zhì)與標樣充分混合。
2.3 樣品制備
稱量5.0g(精確至0.01)青刺果油于20mL頂空進樣瓶中,向樣品中加入5uL正庚烷作為內(nèi)標,密封輕微搖勻,保持樣品瓶直立。
2.4 儀器條件
2.4.1 頂空自動進樣器條件
進樣時間:2s,放空時間:20s,恒溫時間:30min,循環(huán)時間:8.5min(固定溫度)、25min(程序升溫),爐溫:60℃,針溫:105℃,傳輸溫度:105℃,載氣壓力:120kPa。
2.4.2 GC條件
根據(jù)日常檢測方法進行測定,GC條件分為兩種(見表1)。
3 測定結(jié)果
3.1 標樣
正己烷出峰時間約為2.2min,內(nèi)標出峰時間約為2.9min,見圖2~圖3。
3.2 GC固定溫度測定樣品色譜圖,見圖4~圖7
3.3 GC程序升溫測定樣品色譜圖,見圖8~圖11
3.4 測定結(jié)果分析
3.4.1 固定溫度測定結(jié)果分析
按照國標《食用植物油溶劑殘留量的測定》(GB 5009.262-2016)對樣品進行前處理,采用固定的柱溫進行測定,同時進樣口溫度也下降為200℃。通過色譜圖2~圖7可看出:峰型分離效果較好,由于溫度偏低,雜峰較多,但其檢測過程為恒溫狀態(tài),溶劑不易揮發(fā),對檢測結(jié)果而言,不易產(chǎn)生假陰性,且出峰時間、循環(huán)時間較短,檢測成本較低。941D014B-0813-4A4E-9E35-183C301005A9
3.4.2 程序升溫測定結(jié)果分析
按照國標《食用植物油溶劑殘留量的測定》(GB 5009.262-2016)對樣品進行前處理,并對標準所提供的提供儀器條件進行優(yōu)化,程序升溫測定的結(jié)果色譜圖見圖8~圖11。由圖8~圖11可看出:由于使用了程序升溫,因此峰分離效果較好,對于檢測干擾較小,但隨著溫度升高60℃(2℃/min)保持3min,30℃/min至200℃,溫度過高,6號溶劑以及內(nèi)標物質(zhì)屬于易揮發(fā)性溶劑,進樣口及柱溫溫度較高,溶劑過度揮發(fā),導(dǎo)致峰面積偏小,且整個平衡時間過長,也會導(dǎo)致樣品中的物質(zhì)被揮發(fā),出現(xiàn)假陰性結(jié)果。
4 頂空條件的優(yōu)化
4.1 色譜柱的選擇
青刺果油香氣濃郁,屬于含有大量的風味物質(zhì)的食用植物油。沸點較低的醛酮類化合物在50℃左右即可大劑量揮發(fā)出來,會在相近的保留時間出峰,選擇毛細管色譜柱可以較好地將正己烷(6號溶劑主要成分)和測定樣品中的一些風味物質(zhì)和雜質(zhì)分離開來。應(yīng)選擇色譜柱內(nèi)徑不應(yīng)低于0.25mm,柱長不低于30m,否則峰分離效果差,且干擾峰多。因此文章實驗中選擇柱長30m、內(nèi)徑0.32mm的色譜柱可完全滿足試驗測定的條件。
4.2 頂空進樣條件的優(yōu)化
食用植物油含有一定的風味物質(zhì)(醛酮類),平衡溫度過高,其含有的物質(zhì)揮發(fā)至頂空氣相中,對正己烷(6號溶劑主要成分)檢測干擾會大大增加;平衡時間是6號溶劑從食用植物油基質(zhì)揮發(fā)到頂空及氣相中達到氣液平衡的時間,平衡時間長短直接關(guān)系到檢測靈敏度高低,以及檢測效率。文中實驗測定頂空進樣的平衡時間與溫度,按照國標設(shè)置,恒溫時間:30min,平衡溫度為60℃,完全滿足測定條件。
4.3 GC氣相條件的優(yōu)化
按照《食用植物油溶劑殘留量的測定》(GB 5009.262-2016),氣相條件為程序升溫,6號溶劑屬于高揮發(fā)性溶劑,程序升溫整個測定循環(huán)時間過長,樣品以及標準基質(zhì)中含有的6號溶劑殘留量都會逐漸減少[16-17],加之進樣口溫度過高也會導(dǎo)致溶劑過度揮發(fā),出現(xiàn)了峰面積偏小、假陰性等結(jié)果;而用固定色譜柱溫度測定,恒溫狀態(tài)下,溶劑不易過度揮發(fā),出峰時間穩(wěn)定,峰型分離較好,測定結(jié)果準確,但雜峰較多。為避免測定干擾,可先選擇用程序升溫老化色譜柱,再選擇用固定溫度測定。國家標準中進樣口溫度250℃,檢測器溫度300℃,文章中固定色譜柱溫度測定條件為進樣口溫度200℃,檢測器溫度250℃,H2、O2、尾吹調(diào)整至最大流速,可以精準測定出六號溶劑殘留情況,避免出現(xiàn)假陰性結(jié)果。該GC條件完全滿足測定溶劑殘留。
4.4 標準曲線
按照頂空進樣方法測定標準溶液,采用內(nèi)標法定量,以標準物質(zhì)與內(nèi)標物濃度比為橫坐標、標準溶液總峰面積與內(nèi)標物峰面積比為縱坐標繪制標準曲線,6號溶劑在200mg/kg內(nèi)線性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)R2為0.999 3,以3倍基線噪聲比對應(yīng)的濃度作為檢出限,得出固定色譜柱溫度6號溶劑檢出限為0.6mg/kg,國標食用植物油檢出限為2mg/kg。
5 結(jié) 論
在國標的基礎(chǔ)上,使用自動頂空-氣相色譜毛細管柱進行測定,通過對自動頂空進樣器以及氣相色譜柱條件的優(yōu)化,采用內(nèi)標法定量建立食用植物油中溶劑殘留的測定方法,得出用色譜柱固定溫度測定,操作簡便,自動化程度高,穩(wěn)定性好,靈敏度較高,有良好的準確度和精密度,可有效避免假陰性結(jié)果的出現(xiàn),可作為日常檢測工作中食用植物油溶劑殘留的測定。
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