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        不同色譜柱檢測(cè)植物油中脂肪酸組成條件優(yōu)化*

        2021-03-29 04:01:50張穎霞楊曉磊
        糧食儲(chǔ)藏 2021年6期
        關(guān)鍵詞:出峰柱溫丙基

        周 洲 張穎霞 杜 娟 楊曉磊 李 紅

        (1 中儲(chǔ)糧油脂有限公司 100043) (2 中儲(chǔ)糧鎮(zhèn)江糧油質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司 224100) (3 中央儲(chǔ)備糧鎮(zhèn)江直屬庫(kù)有限公司 224100)

        脂肪酸組成是油脂的特征指標(biāo)之一,是植物油常見(jiàn)的檢測(cè)項(xiàng)目[1]。目前主要檢測(cè)依據(jù)是GB5009.168-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪酸的測(cè)定》,該標(biāo)準(zhǔn)有3種方法,油脂脂肪酸組成檢測(cè)一般采用第三法——?dú)w一化法。該標(biāo)準(zhǔn)給出了色譜參考條件,參考條件中規(guī)定了所用的毛細(xì)管色譜柱為:柱長(zhǎng)100 m,內(nèi)徑0.25 mm,膜厚0.2 μm,固定相為聚二丙基硅氧烷,但沒(méi)有規(guī)定強(qiáng)極性固定相的比例,實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的3根強(qiáng)極性色譜柱的固定相與標(biāo)準(zhǔn)要求略有差異,使用這3種色譜柱分離37種脂肪酸甲酯混標(biāo),并以相鄰2個(gè)脂肪酸甲酯色譜峰能完全分離(分離度大于1.5)為目標(biāo)[2],優(yōu)化色譜柱溫條件,得到的色譜柱溫條件使用已知脂肪酸含量的油脂對(duì)其進(jìn)行結(jié)果準(zhǔn)確性驗(yàn)證,以期為不同強(qiáng)極性色譜柱檢測(cè)脂肪酸條件選擇提供優(yōu)化的思路,供相關(guān)人員參考。

        1 材料與方法

        1.1 試劑、材料與儀器

        試劑:異辛烷、甲醇:色譜純(默克),硫酸氫鈉、氫氧化鉀、無(wú)水硫酸鈉:分析純;37種脂肪酸甲酯混標(biāo)(安譜),菜籽油脂肪酸質(zhì)控樣品(FATACID-JTZK-01),三種不同固定相的強(qiáng)極性色譜柱:①色譜柱HP-88:(88%-氰丙基)芳基-聚硅氧烷固定相,柱長(zhǎng)100 m,內(nèi)徑0.25 mm,膜厚0.2 μm(美國(guó)產(chǎn));②色譜柱CP-SIL 88:高取代氰丙基固定相,柱長(zhǎng)100 m,內(nèi)徑0.25 mm,膜厚0.2 μm(美國(guó)產(chǎn));③色譜柱MEGA-10:100%氰丙基聚硅氧烷固定相,柱長(zhǎng)100 m,內(nèi)徑0.25 mm,膜厚0.2 μm(意大利產(chǎn))。

        儀器:具有氫火焰離子檢測(cè)器氣相色譜儀(美國(guó)產(chǎn))。

        1.2 方法

        1.2.1 油脂樣品甲酯化 2 mol/L氫氧化鉀甲醇溶液:稱(chēng)取13.1 g氫氧化鉀溶于100 mL無(wú)水甲醇中,加入無(wú)水硫酸鈉過(guò)濾。

        稱(chēng)取60 mg油脂樣品,加入4 mL異辛烷渦旋30 s溶解,加入200 μL上述氫氧化鉀甲醇溶液渦旋1 min后靜置至澄清,加入1 g硫酸氫鈉渦旋30 s中和氫氧化鉀,靜置澄清,取上清液過(guò)0.22 μm有機(jī)相濾膜過(guò)濾后進(jìn)氣相色譜[3]。

        1.2.2 色譜條件 進(jìn)樣口溫度:270℃;分流比:100∶1;進(jìn)樣體積:1 μL;檢測(cè)器溫度:280℃;檢測(cè)器輔助氣氫氣流速:30 mL/min,空氣流速:300 mL/min;載氣:氮?dú)狻?/p>

        柱溫:程序升溫先設(shè)置依據(jù)GB 5009.168-2016條件,如下:初始溫度100℃,保持13 min;100℃→180℃,升溫速率10℃/min,保持6 min;180℃→200℃,升溫速率1℃/min,保持20 min;200℃→230℃,升溫速率4℃/min,保持10.5 min。3種不同的色譜柱根據(jù)初始條件的分離情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整優(yōu)化。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 HP-88柱溫條件優(yōu)化結(jié)果

        通過(guò)對(duì)程序升溫條件的優(yōu)化,HP-88柱最終的柱溫條件為:100℃保持4 min,12℃/min升溫至180℃保持6 min,1℃/min升溫至200℃保持15 min,8℃/min升溫至230℃保持6 min。37種脂肪酸甲酯混標(biāo)分離效果圖譜見(jiàn)圖1,各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時(shí)間及峰寬見(jiàn)表1。當(dāng)分離度R<1時(shí),兩峰有部分重疊,當(dāng)1.0≤R<1.5時(shí),分離度達(dá)到98%,色譜峰基本分離;當(dāng)R≥1.5時(shí),分離度可達(dá)99.7%,色譜峰完全分離[4]。經(jīng)計(jì)算相鄰兩個(gè)峰的分離度最小值為2.1,均大于1.5,說(shuō)明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離;完成所有組分的出峰分離時(shí)間約為61 min。

        圖1 HP-88柱溫條件優(yōu)化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

        標(biāo)準(zhǔn)推薦的色譜柱固定相為聚二氰丙基硅氧烷強(qiáng)極性固定相,參考柱溫條件下完成所有組分的出峰分離時(shí)間約為82 min,HP-88色譜柱固定相為(88%-氰丙基)芳基-聚硅氧烷,極性比標(biāo)準(zhǔn)參考略小,但改變柱溫、升溫程序以及升溫速度等條件,可以改善混合標(biāo)準(zhǔn)品分離度[5-6],提前開(kāi)始升溫使分子量比較小的加快出峰,升溫速率也適當(dāng)增加,圖中顯示的各組分之間的分離度也是能滿(mǎn)足要求的。

        表1 HP-88分離37種脂肪酸甲酯分離情況

        2.2 CP-Sil 88柱溫條件優(yōu)化結(jié)果

        通過(guò)對(duì)程序升溫條件的優(yōu)化,CP-Sil 88柱最終的柱溫條件為:100℃保持4 min,12℃/min升溫至190℃保持6 min,2℃/min升溫至210℃保持5 min,12℃/min升溫至190℃保持10 min,8℃/min升溫至230℃保持3 min。37種脂肪酸甲酯混標(biāo)分離效果圖譜見(jiàn)圖2,各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時(shí)間及峰寬見(jiàn)表2,經(jīng)計(jì)算相鄰的兩個(gè)峰的分離度最小值為2.5,均大于1.5,說(shuō)明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離;完成所有組分的分離出峰時(shí)間約為59 min。

        圖2 CP-Sil 88柱溫條件優(yōu)化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

        與HP-88色譜柱比較類(lèi)似,CP-Sil 88并非100%純強(qiáng)極性固定相,但對(duì)于脂肪酸具有極好分離效果,幾種常見(jiàn)的順?lè)串悩?gòu)體都能較好的分離,檢測(cè)時(shí)間相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)參考條件的也縮短很多,但C20:1、C22:1和C24:0的出峰順序稍有差別。脂肪酸檢測(cè)耗時(shí)較長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅要考慮是否得到較好的分離,檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)、分離度等因素也是需要考慮的因素[7-8]。

        2.3 MEGA-10柱溫條件優(yōu)化結(jié)果

        通過(guò)對(duì)程序升溫條件的優(yōu)化,MEGA-10柱最終的柱溫條件為:100℃保持4 min,12℃/min升溫至190℃保持6 min,2℃/min升溫至210℃保持5 min,12℃/min升溫至190℃保持10 min,8℃/min升溫至230℃保持3 min。37種脂肪酸甲酯混標(biāo)分離效果圖譜見(jiàn)圖3,各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時(shí)間及峰寬見(jiàn)表3,經(jīng)計(jì)算相鄰的兩個(gè)峰的分離度最小值為2.3,均大于1.5,說(shuō)明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離;完成所有組分的分離出峰時(shí)間約為50 min。

        表2 CP-Sil 88分離37種脂肪酸甲酯分離情況

        圖3 MEGA-10柱溫條件優(yōu)化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

        表3 MEGA-10分離37種脂肪酸甲酯分離情況

        MEGA-10色譜柱固定相為100%氰丙基聚硅氧烷,相比前兩種色譜柱固定相的極性更強(qiáng)一些,對(duì)37種脂肪酸甲酯這種復(fù)雜組分分離效果更好[9],選擇的柱溫升溫條件與CP-Sil 88一致,全部組分完成分析的時(shí)間是本研究使用的3種色譜柱種最短的,比標(biāo)準(zhǔn)參照條件減少約30 min,有效提升了分析效率;另外MEGA-10色譜柱相比前兩種色譜柱,使用成本方面還有一定的優(yōu)勢(shì)。

        2.4 植物油樣品測(cè)定

        為進(jìn)一步驗(yàn)證柱溫條件優(yōu)化的效果,選取一已知結(jié)果的菜籽油質(zhì)控樣品,分別采用HP-88、CP-Sil 88、MEGA-10三種不同的色譜柱進(jìn)行檢測(cè)分析,主要脂肪酸結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,如表4。

        由表4可以看出,HP-88色譜柱檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)差值在-4.3%~2.0%,CP-SIL 88色譜柱檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)差值在-1.1%~5.5%,MEGA-10色譜柱檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)差值在-1.5%~7.1%,均符合GB 5009.168-2016中在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值不得超過(guò)算術(shù)平均值的10%的精密度要求,代入質(zhì)控樣計(jì)算Z值結(jié)果均小于2,說(shuō)明3種色譜柱均能準(zhǔn)確檢測(cè)脂肪酸,方法有效[10]。

        3 結(jié)論

        按照GB 5009.168-2016的基礎(chǔ)條件,選擇HP-88、CP-Sil 88和MEGA-10強(qiáng)極性固定相色譜柱分離37種脂肪酸甲酯,雖然不同色譜柱本身的固定相不同,但均為強(qiáng)極性色譜柱且極性相似。通過(guò)對(duì)柱溫條件的優(yōu)化,使各脂肪酸甲酯色譜峰都能完全分離,分離度最小為2.1,均能滿(mǎn)足完全分離的分析要求,分析時(shí)間相比標(biāo)準(zhǔn)中參考圖譜都有一定程度的減少,有利于提升分析效率。CP-Sil 88分析個(gè)別脂肪酸甲酯的出峰順序與其他兩種色譜柱略有區(qū)別,使用3種色譜柱對(duì)菜籽油質(zhì)控樣品進(jìn)行分析,不同脂肪酸甲酯檢測(cè)結(jié)果與證書(shū)標(biāo)準(zhǔn)值差率最大分別為7.1%,能滿(mǎn)足方法對(duì)于精密度的要求。本研究采用的3種品牌的色譜柱,通過(guò)對(duì)柱溫條件優(yōu)化,得出相對(duì)較好的分析條件、出峰順序以及指紋圖譜,可供其他使用者在進(jìn)行植物油脂肪酸組成檢測(cè)時(shí)參考。

        表4 不同色譜柱檢測(cè)脂肪酸質(zhì)控樣品結(jié)果比較 (單位:%)

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