頂空-氣相色譜法測定食用植物油中溶劑殘留的方法研究

陶銀 陳國艷

[摘要]建立一種快速、準(zhǔn)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(biāo)基礎(chǔ)上，對頂空進(jìn)樣器、色譜柱測定條件進(jìn)行分析驗(yàn)證，采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行定量，得出該方法靈敏度高，并且能簡便、準(zhǔn)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(xiàn)標(biāo)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ＯM(fèi)的必需品之一，國內(nèi)食用植物油的消費(fèi)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(shí)，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(huì)去除很大一部分溶劑，可仍然會(huì)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(huì)用溶劑再次進(jìn)行浸提，用溶劑浸提，成品油里就會(huì)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(qiáng)、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(qiáng)制性指標(biāo)加以檢驗(yàn);溶劑殘留是食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的必檢項(xiàng)目，其標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)樣[15]。文章在國標(biāo)基礎(chǔ)上，對頂空自動(dòng)進(jìn)樣器、色譜柱測定條件進(jìn)行分析驗(yàn)證，得出并建立GC頂空進(jìn)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(dòng)頂空進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)室采用壓榨法制得。青刺果油營養(yǎng)豐富，風(fēng)味物質(zhì)較多，因此選用為測定樣品較為合理。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)樣瓶中，向每瓶基體油中加入5uL正庚烷作為內(nèi)標(biāo)（內(nèi)標(biāo)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(dāng)于濃度為 26.4mg/kg、66 mg/kg、132mg/kg、198mg/kg、264mg/kg的基體油標(biāo)準(zhǔn)濃度。保持頂空進(jìn)樣瓶直立可進(jìn)行輕微晃動(dòng)，使物質(zhì)與標(biāo)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(jìn)樣瓶中，向樣品中加入5uL正庚烷作為內(nèi)標(biāo)，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(dòng)進(jìn)樣器條件

進(jìn)樣時(shí)間：2s，放空時(shí)間：20s，恒溫時(shí)間：30min，循環(huán)時(shí)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(jìn)行測定，GC條件分為兩種（見表1）。

3 測定結(jié)果

3.1 標(biāo)樣

正己烷出峰時(shí)間約為2.2min，內(nèi)標(biāo)出峰時(shí)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(biāo)《食用植物油溶劑殘留量的測定》（GB 5009.262-2016）對樣品進(jìn)行前處理，采用固定的柱溫進(jìn)行測定，同時(shí)進(jìn)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(shí)間、循環(huán)時(shí)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(biāo)《食用植物油溶劑殘留量的測定》（GB 5009.262-2016）對樣品進(jìn)行前處理，并對標(biāo)準(zhǔn)所提供的提供儀器條件進(jìn)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(biāo)物質(zhì)屬于易揮發(fā)性溶劑，進(jìn)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(gè)平衡時(shí)間過長，也會(huì)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(fēng)味物質(zhì)的食用植物油。沸點(diǎn)較低的醛酮類化合物在50℃左右即可大劑量揮發(fā)出來，會(huì)在相近的保留時(shí)間出峰，選擇毛細(xì)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(fēng)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(shí)驗(yàn)中選擇柱長30m、內(nèi)徑0.32mm的色譜柱可完全滿足試驗(yàn)測定的條件。

4.2 頂空進(jìn)樣條件的優(yōu)化

食用植物油含有一定的風(fēng)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(huì)大大增加;平衡時(shí)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(dá)到氣液平衡的時(shí)間，平衡時(shí)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(shí)驗(yàn)測定頂空進(jìn)樣的平衡時(shí)間與溫度，按照國標(biāo)設(shè)置，恒溫時(shí)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(gè)測定循環(huán)時(shí)間過長，樣品以及標(biāo)準(zhǔn)基質(zhì)中含有的6號溶劑殘留量都會(huì)逐漸減少[16-17]，加之進(jìn)樣口溫度過高也會(huì)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(shí)間穩(wěn)定，峰型分離較好，測定結(jié)果準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)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(jìn)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)曲線

按照頂空進(jìn)樣方法測定標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用內(nèi)標(biāo)法定量，以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與內(nèi)標(biāo)物濃度比為橫坐標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)溶液總峰面積與內(nèi)標(biāo)物峰面積比為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)食用植物油檢出限為2mg/kg。

5 結(jié) 論

在國標(biāo)的基礎(chǔ)上，使用自動(dòng)頂空-氣相色譜毛細(xì)管柱進(jìn)行測定，通過對自動(dòng)頂空進(jìn)樣器以及氣相色譜柱條件的優(yōu)化，采用內(nèi)標(biāo)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(dòng)化程度高，穩(wěn)定性好，靈敏度較高，有良好的準(zhǔn)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。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 2716-2005.食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB 5009.262-2016.食用安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中溶劑殘留量測定[S].

[3] 李琦，熊寧，劉勇，等.氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用測定植物油溶劑殘留的研究[J].食品工業(yè)，2018，39（5）：312-317.

[4] 朱寶艷，張志霞，曹占文.食用油脂溶劑殘留量測定中應(yīng)注意的問題[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（19）：337.

[5] 章晴，陳士恒，高丁，等.頂空-氣相色譜法測定食用植物油中溶劑殘留的方法研究[J].分析測試技術(shù)與儀器，2016，21（4）： 225-230.

[6] 秦德萍，毛慶，韓燕，等.頂空-氣相色譜法測定食用植物油中溶劑殘留量[J].食品與藥品，2017，19（5）：347-350.

[7] 王永芳，葛含光，王利強(qiáng)，等.頂空氣相色譜法快速測定食用植物油中有機(jī)溶劑殘留量的研究[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)， 2015，6（2）：432-435.

[8] 張海.毛細(xì)管柱氣相色譜法測定食用油中溶劑殘留[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2015（4）：50-51.

[9] 劉星.氣相色譜法檢測食用植物油中溶劑殘留量的方法研究[J].糧食與食品工業(yè)，2018，25（4）：69-71.

[10] 雷凱，王芳，王建國.自動(dòng)頂空進(jìn)樣毛細(xì)柱氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測定食用植物油六號溶劑殘留量[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志， 2019，29（7）：795-797.

[11] Ligor M，Buszewski B.The comparison of solid phase microextraction-GC and static headspace-GC for determination of solvent residues in vegetable oils[J]. Journal of Separation Science，2008，31（2）：364-371.

[12] Michulec M，Wardencki W.Development of headspace solid-phase microextraction–gas chromatography method for the determination of solvent residues in edible oils and pharmaceuticals[J].Journal of Chromatography A， 2005，1071（1-2）：119-124.

[13] Mirghani M E S，Man Y B C.Determination of hexane residues in vegetable oils with FTIR spectroscopy[J].Journal of the American Oil Chemists'Society，2003， 80（7）：619-623.

[14] 賈友蘇，張武平.食用植物油制取及加工技術(shù)進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2008（7）：77-81.

[15] 丁福祺.食用油壓榨法和浸出法工藝的區(qū)別[J].中國油脂， 2005，30（1）：5-6.

[16] 陳芳，莫逆，楊學(xué)文.食用植物油中溶劑殘留分析方法的最新研究進(jìn)展[J].食品安全導(dǎo)刊，2016，34（6）：67-68.

[17] 石玲玲，孫欣，陳章庭，等.頂空氣相色譜-質(zhì)譜法測定食用植物油中溶劑殘留[J].檢驗(yàn)檢疫學(xué)刊，2018.28（1）：1-4.941D014B-0813-4A4E-9E35-183C301005A9