金瑚,熊巍林,包李林,周青燕,鄒燕娣,林俞霞
(道道全糧油股份有限公司,國家油菜籽加工技術(shù)研發(fā)分中心,湖南 岳陽,414000)
食用油脂在加工、貯存、使用過程中極易受到光、熱、酶、金屬離子等作用而發(fā)生氧化酸敗變質(zhì),尤其是富含不飽和雙鍵的植物油更易發(fā)生氧化變質(zhì)。為防止食用油脂酸敗,產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì), 生產(chǎn)廠家會(huì)其加入抗氧化劑。目前常用的氧化劑主要有丁基羥基茴香醚(butyl-hydroxyanisd,BHA)、二丁基羥基甲苯(butylated-hydroxytoluene,BHT)、特丁基對(duì)苯二酚(tert-butylhydroquinone,TBHQ)、沒食子酸丙酯(propyl-gallate, PG)等,其中TBHQ的抗氧化性能是BHA、BHT、PG的2~5倍,且其熱穩(wěn)定性好,低毒,具有抑制細(xì)菌和霉毒作用,遇金屬離子不著色等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用在食用植物油中[1-3]。但是攝入過量TBHQ也會(huì)對(duì)人體造成傷害[4-5],我國食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 2760—2014)規(guī)定TBHQ使用的最大量為200 mg/kg。因此油脂中TBHQ應(yīng)該謹(jǐn)慎監(jiān)測(cè)。現(xiàn)行檢驗(yàn)方法主要采用氣相色譜法[6-8]、薄層色譜法[6]、比色法[6]和高效液相色譜法[10-22]。油樣的前處理大多采用溶劑提取法,而采用固相萃取的前處理較少。本實(shí)驗(yàn)采用硅膠作為吸附劑進(jìn)行萃取,利用高效液相色譜進(jìn)行測(cè)定TBHQ含量,為油脂中TBHQ含量的測(cè)定提供一種方法。
1.1.1 原料與試劑
硅膠(100~200 μm),青島海洋化工;TBHQ標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%),滕州市天益工貿(mào)有限公司;甲醇(色譜純),Sigma-Alorich;正己烷(分析純),湖南匯虹試劑有限公司;二氯甲烷(分析純),天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;不含TBHQ的葵花籽油,公司自給;洗脫液為A:100 mL正己烷/二氯甲烷混合液(體積比1∶1),B:50 mL二氯甲烷。
1.1.2 儀器與設(shè)備
1260型高效液相色譜(配有紫外檢測(cè)器),安捷倫;RE-201型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海越眾儀器設(shè)備有限公司;HGC-12A氮吹儀,天津市恒奧科技發(fā)展有限公司;玻璃層析柱d=1.2 cm,l=47 cm,帶砂芯配旋塞,上海宸喬生物科技有限公司。
1.2.1 色譜條件
色譜條件:ZORBAX SB-C18柱(4.6 mm×250 mm);柱溫為30 ℃;檢測(cè)波長為280 nm;進(jìn)樣量20 μL;流動(dòng)相C為甲醇,流動(dòng)相D為1%乙酸水溶液,梯度見表1。
1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的繪制和儀器檢出限
稱取0.1 g(精確至0.000 1 g)的TBHQ,用甲醇溶解并定量至100 mL,配制成1 mg/mL標(biāo)樣儲(chǔ)備液。取一定量的標(biāo)樣儲(chǔ)備液用甲醇分別稀釋配制成10、50、100、150、200、250 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)使用液, 按照1.2.1
表1 流動(dòng)相洗脫梯度
中的液相色譜條件進(jìn)行分析,以標(biāo)準(zhǔn)液的濃度為橫坐標(biāo),其峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。其線性方程如式(1)所示,R2=0.998 6,以儀器的S/N=3計(jì)算,測(cè)得儀器最低檢出限為1 mg/kg。
Y=20.84×C+34.6
(1)
式中:Y為峰面積;C為TBHQ質(zhì)量濃度,μg/mL。
A值的大小決定了定子內(nèi)圓單位表面積所產(chǎn)生的繞組銅損的大小,因而直接影響溫升和效率的高低。在定子鐵心內(nèi)徑確定的前提下,選擇不同的槽數(shù)可決定不同的A值, 電機(jī)定子槽數(shù)與電負(fù)荷的對(duì)
1.2.3 樣品的處理
向?qū)游鲋袧穹ㄑb入15.0 g硅膠,稱取0.1 g(精確至0.000 1 g)油樣,3~4 mL正己烷溶解上樣,待流完后棄去,加入100 mL A或50 mL B洗脫液,流速為1滴/s,用平底燒瓶收集洗脫液,旋蒸濃縮至近干,向平底燒瓶中加入石油醚清洗2次,每次1 mL,將清洗液轉(zhuǎn)移到 5 mL玻璃樣品瓶中,并在60 ℃的氮吹儀蒸發(fā)至干,加甲醇定容至1 mL,過0.45 μm有機(jī)濾膜,上機(jī)測(cè)定。
鑒于TBHQ和植物油的極性相差較大,而TBHQ屬于酸性類物質(zhì),選用硅膠作為吸附劑,能滿足兩者的分離。能否準(zhǔn)確測(cè)定油中的TBHQ含量,跟硅膠量、油樣量、洗脫劑的極性和用量有密切關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)以100 mg/kg葵花籽油為樣品,以測(cè)出該樣品的TBHQ含量和油脂凈化率高為目的來優(yōu)化前處理過程。
2.1.1 硅膠量的影響
固定100 mL洗脫液A或50 mL洗脫液B,油樣為0.1 g(TBHQ為10 μg),流速為1滴/s。分別稱取10、15、20 g的硅膠進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)硅膠量為20 g時(shí),使得少量的TBHQ殘留在硅膠柱內(nèi)沒有被洗脫出來;當(dāng)硅膠量為10 g時(shí),樣品組分在硅膠內(nèi)未能進(jìn)行有效的固液動(dòng)態(tài)平衡分離,導(dǎo)致油脂沒被吸附就洗脫下來了;當(dāng)硅膠量為15 g時(shí),TBHQ和油脂能較好地分離。
2.1.2 洗脫劑的選擇
固定硅膠量為15 g,油樣0.1 g(TBHQ為20 μg),流速為1滴/s。鑒于目標(biāo)物TBHQ屬于較大的極性物質(zhì),因而選擇洗脫劑為有一定極性的有機(jī)溶液。主要選擇了揮發(fā)性較小,較為常見且揮發(fā)性較小,毒性較小的有機(jī)溶劑為正己烷和二氯甲烷。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)證明:直接選用極性較大的二氯甲烷作為洗脫劑,TBHQ較易洗脫下來,但是需要控制洗脫劑的用量,否則,用量太大油脂也會(huì)一同洗脫下來。經(jīng)試驗(yàn)得知,單純使用二氯甲烷作為洗脫劑,且用量為50 mL可以滿足要求。當(dāng)使用正己烷和二氯甲烷混合液時(shí),需要配制合適的極性才能較好的分離TBHQ和油脂。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),當(dāng)正己烷和二氯甲烷的體積比為1∶1時(shí),100 mL混合洗脫液足以將20 μg的TBHQ洗脫下來。
2.1.3 洗脫流速的影響
固定硅膠量為15 g,100 mL洗脫液A或50 mL洗脫液B,油樣為0.1 g(TBHQ為10 μg)。流速過大,樣品的洗脫時(shí)間縮短,但是吸附到硅膠上的組分還沒來得及擴(kuò)散就隨著流動(dòng)相洗脫出去了,使得分離效果差。流速過慢,使得分離時(shí)間也較長,組分在硅膠柱內(nèi)的保留時(shí)間長,使得軸向擴(kuò)散增大,不利于組分分離,經(jīng)試驗(yàn)反復(fù)證明,流速為1滴/s可以較好地分離TBHQ和油脂。
2.1.4 油樣量的影響
固定硅膠量為15 g,100 mL洗脫液A或50 mL洗脫液B,流速為1滴/s。油樣量大,則更多油脂洗脫下來,油樣量小,若樣品的TBHQ含量少,則可能檢測(cè)不出來。經(jīng)試驗(yàn)證明,0.1 g的油樣量較為合適。
2.1.5 層析柱規(guī)格的影響
固定硅膠量為15 g,100 mL洗脫液A或50 mL洗脫液B,油樣為0.1 g(TBHQ為10 μg),流速為1滴/s。分別選取內(nèi)徑分別為1.2 cm和2.0 cm的層析柱進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)證明:當(dāng)層析柱內(nèi)徑為2 cm時(shí),上同樣量的硅膠,層析柱內(nèi)填充硅膠高度較矮,使得TBHQ和油脂分離不理想;而當(dāng)使用內(nèi)徑較小的層析柱時(shí),硅膠高度較高,使分離效果較理想。
如圖1所示,樣品中的TBHQ與雜質(zhì)能較好地分開,雜質(zhì)峰不干擾測(cè)定。TBHQ的保留時(shí)間為6.227 min。將同一樣品在同一天內(nèi)重復(fù)測(cè)定6次并取平均值計(jì)算儀器的精密度,測(cè)得變異系數(shù)RSD%為5.5%,說明儀器精密度良好。
圖1 樣品中TBHQ的色譜分離圖Fig.1 chromatographic separation figure of TBHQ in sample
向不含TBHQ葵花籽油中添加TBHQ,配制濃度為500 mg/kg的儲(chǔ)備樣,繼續(xù)稀釋分別配制成60、100、250 mg/kg的標(biāo)樣,分別稱取少于0.1 g(精確至0.000 1 g)的3種標(biāo)樣,作為3個(gè)加標(biāo)水平,按照試驗(yàn)1.2.3樣品處理過程,每個(gè)加標(biāo)樣水平進(jìn)行3次平行測(cè)定,取平均值,計(jì)算3種方法的回收率和RSD%。測(cè)定結(jié)果見表2。
表2 TBHQ含量的回收率
由表2可知, 方法回收率在95.6%~103.7%, RSD%在3.5%~5.1%,說明該方法具有良好的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
稱取含TBHQ為250 mg/kg的油樣0.1 g(精確至0.000 1 g),按照1.2.3步驟處理油樣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:100 mL的A洗脫液能洗脫21 μg TBHQ;50 mL的B洗脫液能洗脫16 μg TBHQ。
由表3可知,該方法測(cè)出同一油樣的TBHQ含量基本與農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一致。
表3 比對(duì)實(shí)驗(yàn)
對(duì)本公司葵花籽油中的TBHQ含量進(jìn)行抽檢6批次,利用A洗脫液和B洗脫液分別抽檢3批次,按照1.2.3的前處理過程進(jìn)行處理,其結(jié)果如表4所示。
表4 樣品中TBHQ含量
采用硅膠作為吸附劑萃取植物油中TBHQ,利用反相液相色譜法測(cè)定其含量。本實(shí)驗(yàn)對(duì)硅膠的用量、油樣量、洗脫劑的極性、流速和層析柱規(guī)格進(jìn)行了優(yōu)化組合。優(yōu)化后的試驗(yàn),其回收率在95.6%~103.7%, RSD%在3.5%~5.1%,同一樣品的TBHQ含量測(cè)定結(jié)果與NY/T1602—2008測(cè)定的基本一致,說明該方法具有良好的準(zhǔn)確性和重復(fù)性,可用于植物油中TBHQ含量的測(cè)定。
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