劉發(fā)強(qiáng)，夏培蓓，李玉梅，黃 蕾，吳詠梅

（新疆工程學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市 830091）

多環(huán)芳烴（PAHs）是在有機(jī)物燃燒過(guò)程中形成的一類(lèi)苯環(huán)碳?xì)浠衔?，是食品污染的主要成分之一?］。由于食物在煎炸、燒烤、煙熏加工過(guò)程中，容易產(chǎn)生PAHs，因此，對(duì)食物中PAHs的成分測(cè)定以及遷移規(guī)律研究十分必要［2-3］。高溫環(huán)境下，油脂會(huì)發(fā)生復(fù)雜的氧化、水解、聚合等，同時(shí)生成了大量酮類(lèi)、醛類(lèi)聚合物，給PAHs的測(cè)定帶來(lái)了較大困難［4-8］。國(guó)內(nèi)檢測(cè)PAHs主要依據(jù)GB/T 24893—2010，采用液液萃取的方法首先從油脂中提取PAHs，利用C18型小柱進(jìn)行PAHs提取，并通過(guò)高效液相色譜-熒光檢測(cè)［9-11］，該檢測(cè)方法需要2～3 d，時(shí)間較長(zhǎng)，且對(duì)揮發(fā)性較強(qiáng)成分的檢測(cè)率較低［12-13］。目前，應(yīng)用廣泛的檢測(cè)方法主要為高效液相色譜法［14-16］，該法能夠分離出PAHs中的同分異構(gòu)體，包括苯并［a］葸苊、苯并［a］熒葸等，具有分析速度快、準(zhǔn)確率高的優(yōu)點(diǎn)，但難以分離二氫苊和芴、苯并［g，h，i］芘和茚并［1,2,3-cd］芘等［17-18］。而采用氣相色譜法分析PAHs時(shí)，由于對(duì)試樣凈化要求過(guò)低，因此，在檢測(cè)復(fù)雜油脂中的PAHs時(shí)，檢測(cè)精確性并不理想［19-21］。本工作利用氣相色譜的高分離能力和質(zhì)譜的高靈敏度能力，建立氣相色譜-多重串聯(lián)質(zhì)譜實(shí)現(xiàn)對(duì)食用油中PAHs的檢測(cè)分析，為精確檢測(cè)食用油中有害物質(zhì)提供一種高靈敏度、高鑒定能力的定性檢測(cè)手段。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料與設(shè)備

精煉豆油，市售。乙腈，日本Sigma公司。正己烷，石油醚，乙酸乙酯，乙醚，四氫呋喃，分析純；丙酮，環(huán)己烷，工業(yè)級(jí)：美國(guó)Fisher Scientific公司。自制PAHs貯備液，質(zhì)量濃度為200 μg/mL，置于4 ℃冷凍箱備用。自制PAHs標(biāo)準(zhǔn)工作液，用乙腈稀釋至要求濃度。15種PAHs標(biāo)準(zhǔn)試劑為：萘，分子式C10H8；苊，分子式C12H10；芴，分子式C12H10；菲，分子式C14H10；蒽，分子式C14H10；熒蒽，分子式C16H10；芘，分子式C16H10；苯并［a］蒽，分子式C20H12；屈，分子式C18H12；苯并［b］熒蒽，分子式C20H12；苯并［k］熒蒽，分子式C20H12；苯并［a］芘，分子式C20H12；茚并［1,2,3-cd］芘，分子式C22H14；二苯并［a，h］蒽，分子式C22H12；苯并［g，h，i］芘，分子式C22H12：純度均大于98%，日本TCI公司。

19091 S-416型氣相色譜儀，7890B型GC/MSMS配電子轟擊源：美國(guó)Agilent公司；Qtrap 4500型質(zhì)譜儀，美國(guó)AB公司；WH-101型旋渦混合器，無(wú)錫華美儀器公司；SBEQ-CA4854型SPE小柱，美國(guó)Millipore公司；SPE2型全自動(dòng)固相萃取儀，TurboVap Ⅱ型定量濃縮儀：瑞典Biotage公司；

1.2 試樣預(yù)處理

稱(chēng)取0.5 g精煉豆油置于15 mL離心管，向離心管中加入2 mL石油醚充分混合；用5 mL乙酸乙酯和石油醚活化固相萃取小柱，以1 mL/min的速度將2 mL樣液移至小柱，并用2 mL正己烷潤(rùn)洗離心管并加入到小柱；加入5 mL石油醚潤(rùn)洗小柱，除去殘留的雜質(zhì)，并用10 mL乙酸乙酯脫洗，用氮?dú)獯倒芎蠹尤? mL乙腈定容，旋渦混合10 s后通過(guò)0.22 μm的聚四氟乙烯過(guò)濾器過(guò)濾，并將試樣定容至0.5 mL，供檢測(cè)用。

1.3 色譜、質(zhì)譜條件

HP-5MS型氣相色譜柱：高純氦氣作為載氣，流量1.0 mL/min，進(jìn)樣量1.0 μL，分流比 30∶1，設(shè)定初始柱溫100 ℃，升溫速率25 ℃/min，至150 ℃后，調(diào)整升溫速率為10 ℃/min，升溫到280 ℃，穩(wěn)定10 min后，以 5 ℃/min升至300 ℃，設(shè)定離子源和四級(jí)桿溫度分別為280，150 ℃。進(jìn)樣口溫度290℃，色譜-質(zhì)譜接口溫度280 ℃，碰撞室氦氣流量2.25 mL/min，氮?dú)饬髁?.5 mL/min。離子化電子能量70 eV，全掃描方式檢測(cè)試樣凈化效果，采用多反應(yīng)檢測(cè)（MRM）模式進(jìn)行測(cè)定。

1.4 溫度與時(shí)間對(duì)PAHs含量的影響

稱(chēng)取5 g精煉豆油放入坩鍋內(nèi)，將坩堝放入預(yù)先設(shè)定溫度（100，150，200，300，350，400，450℃）的馬弗爐中，并將350 ℃條件下的精煉豆油分別加熱1，2，3，4，6 h，取出冷卻至室溫，稱(chēng)取冷卻后的油脂0.5 g，按1.2中的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行前處理，定容到0.5 mL，供四級(jí)桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜（GC/MS/MS）檢測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 質(zhì)譜條件優(yōu)化

在標(biāo)準(zhǔn)氣相色譜儀柱箱升溫條件下，利用前級(jí)離子掃描方式測(cè)定各PAHs的保留時(shí)間，并確定理想母離子來(lái)提高分析的選擇度和靈敏度，選定母離子中具備高質(zhì)荷比及相對(duì)豐度的一級(jí)離子碎片進(jìn)行不同碰撞能力下的產(chǎn)物離子掃描，通過(guò)信噪比和相對(duì)豐度確定PAHs的保留時(shí)間、碰撞能量和子離子。從表1可以看出：各PAHs的保留時(shí)間存在較大差異，其中，萘的保留時(shí)間僅為7.6 min，而苯并［g，h，i］芘的保留時(shí)間達(dá)到了37.5 min，表明苯并［g，h，i］芘較萘更難擴(kuò)散。

2.2 線性關(guān)系和定量限

將PAHs標(biāo)準(zhǔn)工作液用乙腈分別稀釋至2，5，10，20，50，100 μg/L，各取1 mL進(jìn)行分析。以質(zhì)量濃度為x軸，色譜峰面積為y軸，得到PAHs標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程的線性范圍和相關(guān)系數(shù)（R）。從表3可以看出：在回歸方程的線性范圍內(nèi)，15種PAHs在精煉豆油中的R大于0.996 65，表現(xiàn)出了較好的響應(yīng)關(guān)系。將上述配制的不同濃度PAHs標(biāo)準(zhǔn)溶液加入到0.5 g精煉豆油中，配制PAHs含量分別為2，10，20 μg/kg，進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，以信噪比為3的含量作為檢測(cè)限（LOD），信噪比為10的含量作為定量限（LOQ），獲得PAHs的LOQ和LOD。從表2可以看出：LOD為0.18～0.58 μg/kg，LOQ為0.60～1.93 μg/kg，滿足歐盟NO 10/2011法規(guī)中要求的全部PAHs的最大含量低于10 mg/kg。

表1 PAHs的MRM參數(shù)Tab.1 MRM parameters of PAHs

表2 GC/MS/MS 法測(cè)定PAHs的線性關(guān)系Tab.2 Linear relationship of PAHs determined by GC/MS/MS

2.3 方法精密度和準(zhǔn)確度分析

取精煉豆油0.5 g，按1.2中方法進(jìn)行預(yù)處理，添加適量PAHs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，使PAHs含量分別為2，10，20 μg/kg，根據(jù)GC/MS/MS法測(cè)定油脂中PAHs回收率。從表3可以看出：對(duì)揮發(fā)性較強(qiáng)的萘、苊類(lèi)物質(zhì)的回收率較低，回收率在70.0%以下，其中，PAHs含量為2，10 μg/kg時(shí)并未檢驗(yàn)到萘的存在，而其余芳烴類(lèi)物質(zhì)的回收率均在71.4%～101.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，每個(gè)試樣測(cè)試6次）為3.0%～6.4%。

2.4 溫度對(duì)PAHs含量的影響

從圖1可以看出：室溫條件下主要以輕質(zhì)PAHs和含有3～4個(gè)苯環(huán)的PAHs為主，包括萘、芴、菲蒽、熒蒽，總量為199.70 μg/kg，并未檢測(cè)到重質(zhì)PAHs，這是因?yàn)橛土显谏a(chǎn)、運(yùn)輸和加工過(guò)程中產(chǎn)生的PHAs以輕質(zhì)PAHs為主，形成的重質(zhì)PAHs相對(duì)較少。當(dāng)溫度為150～300 ℃時(shí)，并未檢出任何PAHs，說(shuō)明在該溫度條件下由于受熱作用，大部分輕質(zhì)PAHs均受熱揮發(fā)。而350 ℃時(shí)檢測(cè)到包括萘、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并［a］蒽、屈和苯并［a］芘在內(nèi)的10余種PAHs，測(cè)定該溫度條件下的PAHs總量為91.56 μg/kg。當(dāng)溫度升到450 ℃時(shí)，檢測(cè)到所有15種PAHs，總量達(dá)到了6 199.51 μg/kg，相較于初始測(cè)得的PAHs總量，增加了近30倍，表明隨著溫度的升高，初始輕質(zhì)PAHs揮發(fā)，并在隨后發(fā)生一系列復(fù)雜反應(yīng)，生成了大量重質(zhì)PAHs，在450 ℃條件下，隨溫度的升高，PAHs含量迅速增加。

表3 PAHs在精煉豆油中的加標(biāo)回收率和RSDTab.3 Recovery and RSD of PAHs in refined soybean oil %

2.5 加熱時(shí)間對(duì)PAHs含量的影響

對(duì)350 ℃不同時(shí)間的精煉豆油進(jìn)行檢測(cè)，從圖2可以看出：在初始階段，精煉豆油中含有少量的輕質(zhì)PAHs，總量為199.70 μg/kg，當(dāng)加熱1 h后，并未檢測(cè)到輕質(zhì)PAHs，但此時(shí)檢測(cè)到少量苯并［b］熒蒽、苯并［k］熒蒽重質(zhì)PAHs，測(cè)得的PAHs總量為1.57 μg/kg，這是由于輕質(zhì)PAHs在高溫加熱作用下?lián)]發(fā)，同時(shí)發(fā)生了復(fù)雜化合反應(yīng)生成了重質(zhì)PAHs。當(dāng)加熱到4 h后，檢測(cè)到大量輕質(zhì)PAHs以及重質(zhì)苯并［k］熒蒽，測(cè)得的PAHs總量為439.83 μg/kg。加熱6 h后，檢測(cè)到PAHs總量達(dá)到了534.00 μg/kg，其中，以含有2～3個(gè)苯環(huán)的PAHs居多，PAHs總量增加，但并未生成新的重質(zhì)PAHs。

圖2 加熱時(shí)間對(duì)PAHs含量的影響Fig.2 Heating time as a function of content of PAHs

3 結(jié)論

a）建立了氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法對(duì)精煉豆油中的PAHs進(jìn)行定性定量測(cè)定，LOD為0.60～1.93 μg/kg，LOQ為0.18～0.58 μg/kg，R＞0.996 65，具有較好的相關(guān)關(guān)系，滿足歐盟NO 10/2011法規(guī)中的限量要求。

b）GC/MS/MS法對(duì)揮發(fā)性較強(qiáng)的萘、苊類(lèi)物質(zhì)的回收率較低，回收率在70.0%以下，其余芳烴類(lèi)物質(zhì)的回收率均在71.4%～101.2%，RSD為3.0%～6.4%。

c）在溫度為150～300 ℃條件下，精煉豆油中的輕質(zhì)PAHs受熱揮發(fā)或分解，當(dāng)溫度達(dá)到350 ℃以上時(shí)，發(fā)生復(fù)雜化合反應(yīng)生成了重質(zhì)PAHs，隨著加熱時(shí)間延長(zhǎng)，豆油中形成的PAHs總量不斷增加。