孟祥茹，胡樂(lè)乾*，琚 熒，張 艷，尹春玲*

（河南工業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，河南 鄭州 450001）

食用油是人們膳食結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，可為人體提供必需脂肪酸、VE、植物甾醇等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在人們生活中發(fā)揮著重要的作用。然而近年來(lái)，食用油中多環(huán)芳烴的檢出多有報(bào)道，主要污染來(lái)源有種子的污染、油料加工的污染、油脂生產(chǎn)工藝上的污染以及食品外包裝的遷移污染。且有研究顯示隨著油脂煎炸時(shí)間的延長(zhǎng)，多環(huán)芳烴及其衍生物的含量也有所增加。食用油脂是人體攝入多環(huán)芳烴的主要來(lái)源之一，以苯并[]芘為例，GB/T 2762ü2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》規(guī)定油脂及其制品中苯并[]芘最大限量為10 μg/kg。

多環(huán)芳烴是兩個(gè)或兩個(gè)以上的芳香族環(huán)的復(fù)雜化合物的總稱(chēng)，主要是由石油、煤、天然氣、煙草、木料、煙熏食品和一些有機(jī)化合物熱解或不完全燃燒產(chǎn)生的，在食品、水、土壤、灰塵等中廣泛存在。多數(shù)多環(huán)芳烴不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，具有高親脂性、高熔點(diǎn)和高沸點(diǎn)，同時(shí)也具有較強(qiáng)的生物富集性。它們的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不宜降解，是環(huán)境的主要污染源之一。多環(huán)芳烴根據(jù)苯環(huán)的數(shù)目可以分為兩類(lèi)：輕質(zhì)多環(huán)芳烴（4個(gè)或少于4個(gè)苯環(huán)）和重質(zhì)多環(huán)芳烴（5個(gè)或更多苯環(huán)），通常重質(zhì)多環(huán)芳烴要比輕質(zhì)多環(huán)芳烴更穩(wěn)定，毒性更強(qiáng)。研究表明，大多數(shù)的多環(huán)芳烴具有致癌性、致畸性和致突變性，它們可以通過(guò)身體脂肪迅速分布到人體各種組織中。其中，一些多環(huán)芳烴的代謝物具有與細(xì)胞蛋白質(zhì)和DNA結(jié)合的能力，具有毒性作用，能夠?qū)?xì)胞造成損傷，從而導(dǎo)致突變和癌癥。長(zhǎng)期食用多環(huán)芳烴含量高的食用油會(huì)對(duì)人體造成一定的危害，因此對(duì)食用油中的多環(huán)芳烴進(jìn)行檢測(cè)十分重要，其檢測(cè)方法對(duì)于鑒定食用油品質(zhì)具有重要影響。

食用油中多環(huán)芳烴的檢測(cè)主要包括樣品的前處理和測(cè)定兩個(gè)基本過(guò)程，其中常用的測(cè)定方法有氣相色譜法、高效液相色譜法、超高效液相食用油中多環(huán)芳烴色譜法、表面增強(qiáng)拉曼光譜法、熒光分光光度法、色譜聯(lián)用技術(shù)等。雖然檢測(cè)方法眾多，但檢測(cè)儀器對(duì)樣品要求較高，檢測(cè)前大多都需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理（除雜純化富集多環(huán)芳烴），由于食用油中脂肪含量高，脂質(zhì)基質(zhì)復(fù)雜，且多環(huán)芳烴具有高親脂性，前處理過(guò)程對(duì)于分析食用油中的多環(huán)芳烴是一個(gè)非常關(guān)鍵的過(guò)程，但目前仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，因此尋找合適的預(yù)處理方法，開(kāi)發(fā)快速準(zhǔn)確的方法來(lái)檢測(cè)食用油中的多環(huán)芳烴具有重要意義。本文重點(diǎn)對(duì)近年來(lái)食用油中常用多環(huán)芳烴檢測(cè)的樣品前處理技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，并比較了不同前處理方法的優(yōu)劣，以期為建立更高效的油脂中多環(huán)芳烴檢測(cè)的前處理方法提供參考。

1 食用油中多環(huán)芳烴的前處理技術(shù)

由于多環(huán)芳烴的親脂性高，在提取多環(huán)芳烴時(shí)，通常食用油中脂類(lèi)成分會(huì)一起被提取出來(lái)，這會(huì)對(duì)食用油中痕量多環(huán)芳烴的檢測(cè)造成較大的干擾，對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生不利影響。為了更有效地提取和富集多環(huán)芳烴，同時(shí)去除甘油三酯、脂肪酸等脂類(lèi)雜質(zhì)，需要選擇合適的處理方法對(duì)油脂樣品進(jìn)行預(yù)處理，達(dá)到消除基體干擾，提高檢測(cè)靈敏度的目的。目前，食用油中多環(huán)芳烴檢測(cè)的前處理方法可以分為分離和純化兩個(gè)過(guò)程，分離方法主要有皂化法、索氏提取法、液液萃取法、超聲波輔助萃取法、微波輔助萃取法；純化方法主要有柱層析法、固相萃取、固相微萃取、分散固相萃取法、磁性固相萃取、分子印跡萃取等。

1.1 分離方法

1.1.1 皂化法

皂化法是利用堿性物質(zhì)與食品中的脂肪等雜質(zhì)發(fā)生皂化反應(yīng)，進(jìn)而除去脂肪酸鹽的一種處理方法。由于多環(huán)芳烴是親脂性物質(zhì)，采用皂化法可以除去較多的脂質(zhì)，達(dá)到分離、純化多環(huán)芳烴的目的。常見(jiàn)的皂化法處理是采用氫氧化鉀的乙醇或甲醇溶液在回流條件下分離油脂樣品中的多環(huán)芳烴。

Zachara等采用皂化法，用1.5 mol/L的氫氧化鉀-甲醇溶液回流90 min皂化植物油，并用環(huán)己烷進(jìn)一步萃取，經(jīng)濃縮、氧化鋁柱凈化，采用高效液相色譜-熒光檢測(cè)器法（high performance liquid chromatography-fluorescence detection，HPLC-FLD）檢測(cè)植物油中的4種多環(huán)芳烴，檢出限為0.18 μg/kg，定量限為0.25 μg/kg，相關(guān)系數(shù)大于0.998，回收率為80%～110%。Akdo?an等采用皂化法，在60 ℃下用5 mol/L的氫氧化鉀-乙醇溶液回流60 min皂化植物油，并用甲苯進(jìn)一步萃取，經(jīng)濃縮、硅膠固相萃取柱凈化，采用HPLC-FLD檢測(cè)植物油中的4種多環(huán)芳烴，在最優(yōu)條件下，決定系數(shù)為0.998 0～0.999 9，檢出限為0.06～0.12 μg/kg，定量限為0.13～0.24 μg/kg，回收率大于84.8%。Dost等采用皂化法，在60 ℃下用1 mol/L的氫氧化鈉的甲醇-甲苯（體積比為1∶1）的混合溶液回流60 min皂化植物油，用甲苯進(jìn)一步萃取，經(jīng)濃縮、硅鋁柱（質(zhì)量比1∶1）凈化，采用HPLC-紫外-可見(jiàn)檢測(cè)器（ultraviolet-visible detector，UV-Vis）檢測(cè)植物油中的9種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)為0.995 1～0.999 6，檢出限為0.26～1.15 μg/L，定量限為0.87～3.84 μg/L，回收率為80%～104%。此外，據(jù)報(bào)道一些學(xué)者認(rèn)為苛刻的堿性處理可能會(huì)對(duì)樣品中不穩(wěn)定的多環(huán)芳烴產(chǎn)生影響。

在傳統(tǒng)分離方法中一般會(huì)選擇皂化法作為初步的前處理步驟，之后選擇環(huán)己烷、二氯甲烷、,-二甲基甲酰胺（,-dimethylformamide，DMF）等溶劑進(jìn)行進(jìn)一步的液液萃取和純化，以便分離油脂中多環(huán)芳烴。皂化法可以有效地去除食用油中大部分脂質(zhì)，該方法簡(jiǎn)單廉價(jià)，適用于普通實(shí)驗(yàn)室。但是有機(jī)溶劑消耗大、耗時(shí)長(zhǎng)，且僅用皂化法萃取會(huì)有雜質(zhì)殘留，必須進(jìn)一步純化，導(dǎo)致整個(gè)前處理過(guò)程繁瑣耗時(shí)，不適合快速檢測(cè)。

1.1.2 索氏提取法

索氏提取法也稱(chēng)作連續(xù)提取法，是一種傳統(tǒng)、經(jīng)典的前處理方法。王麗霞等采用自動(dòng)索氏提取法提取，硅膠固相萃取柱凈化，HPLC-UV-FLD法檢測(cè)油炸面制品中的16種多環(huán)芳烴，該方法的相關(guān)系數(shù)大于0.999 0，回收率為92.5%～106.4%，回收率較高，但是耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。Sun Ying等采用索氏提取法提取，并分別采用分子印跡固相萃取法和凝膠滲透色譜法兩種方法凈化，通過(guò)氧化鋁固相萃取柱進(jìn)一步純化，并用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）法檢測(cè)五花肉、黃油以及人臍帶中的16種多環(huán)芳烴，結(jié)果表明分子印跡固相萃取法和凝膠滲透色譜法均能獲得良好的回收率，除萘的回收率約為50%，其余多環(huán)芳烴的回收率均為75%～120%，結(jié)果較好。

索氏提取法經(jīng)典方便，不需要復(fù)雜的儀器設(shè)備，回收率較好，但是有機(jī)溶劑需求大，操作繁瑣、耗時(shí)，不適合快速檢測(cè)，近幾年使用較少。由此可見(jiàn)，開(kāi)發(fā)快速、低成本、操作簡(jiǎn)便、綠色環(huán)保的前處理檢測(cè)方法，并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于油脂中多環(huán)芳烴的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，是目前的研究熱點(diǎn)。

1.1.3 液液萃取法

液液萃取是一種傳統(tǒng)的樣品前處理方法，利用目標(biāo)分析物在兩種互不相溶的有機(jī)溶劑中溶解度不同，從而使目標(biāo)分析物轉(zhuǎn)移到富集溶劑中，達(dá)到分離、富集目標(biāo)分析物的目的。一般情況下，液液萃取需要進(jìn)行多次萃取以提高回收率。食用油中多環(huán)芳烴傳統(tǒng)的前處理過(guò)程是直接進(jìn)行液液萃取或者先皂化處理后再進(jìn)行液液萃取，萃取結(jié)束后采用柱層析法進(jìn)行純化，去除干擾物，富集多環(huán)芳烴。

Rascón等采用液液萃取法，將油樣用正己烷溶解，然后用DMF-水（體積比為9∶1）的混合溶液萃取，之后運(yùn)用以C為吸附劑的半自動(dòng)固相萃取系統(tǒng)進(jìn)行純化，并利用GC-MS法測(cè)定橄欖油、芝麻油、大豆油等5種食用油中的16種多環(huán)芳烴，該方法的相關(guān)系數(shù)大于0.995，檢出限為0.004～0.110 μg/kg，定量限為0.012～0.330 μg/kg，回收率為87%～104%，該方法靈敏度、選擇性和精密度較高。Zhou Ruize等采用液液萃取法，將油樣用己烷飽和的乙腈溶液萃取，并通過(guò)GC-MS法檢測(cè)大豆油、花生油、橄欖油和玉米油中的多種環(huán)境污染物，其中23種多環(huán)芳烴的相關(guān)系數(shù)大于0.995，檢出限為0.1～1.0 μg/kg，回收率為70.0%～110.8%，該方法避免了大量油脂和色素的干擾。Camargo等采用液液萃取法，將大豆油用己烷溶解，然后用DMF-水（體積比為9∶1）混合溶液萃取，C固相萃取柱進(jìn)行純化，并通過(guò)HPLC-FLD測(cè)定大豆油中的13種多環(huán)芳烴，該方法的決定系數(shù)大于0.999，檢出限為0.02～0.76 μg/kg，定量限為0.03～0.96 μg/kg，回收率為71%～115%。Molle等通過(guò)同樣的方法測(cè)定菜籽油、葵花籽油和玉米油中的13種多環(huán)芳烴，該方法的相關(guān)系數(shù)為0.993 3～0.998 9，檢出限為0.07～0.30 μg/kg，定量限為0.3 μg/kg，回收率為71%～110%。然而該分析方法對(duì)苯并[]熒蒽（benzo[]fluoranthene，BjF）和茚并[1,2,3-,]芘（indeno[1,2,3-,]pyrene，IcdP）的靈敏度較低，這2種多環(huán)芳烴的檢出限分別為1.95 μg/kg和1.32 μg/kg，定量限為3.0 μg/kg。Oh等采用液液萃取法，將油樣用乙腈液液萃取，弗羅里硅土固相萃取柱凈化，結(jié)合同位素稀釋?zhuān)╥sotope dilution，ID）-GC-MS測(cè)定食用油中的鄰苯二甲酸鹽、己二酸鹽和多環(huán)芳烴，其中8種多環(huán)芳烴的決定系數(shù)為0.991 7～0.999 9，檢出限為0.15～0.77 μg/kg，定量限為0.44～2.33 μg/kg，回收率為80.6%～96.9%。

作為一種傳統(tǒng)的萃取方法，液液萃取的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、成本低廉、提取效率較好，但是易乳化，導(dǎo)致兩相分離較慢，并且需要多次萃取分離來(lái)提高回收率，有機(jī)試劑消耗大，可能造成環(huán)境污染。綜上所述，隨著科學(xué)的發(fā)展以及人們對(duì)綠色化學(xué)的需求增加，選擇體積小的萃取液進(jìn)行提取，縮短相分離時(shí)間和前處理時(shí)間，提高萃取效率，實(shí)現(xiàn)微型化是當(dāng)前液液萃取方法的一個(gè)研究趨勢(shì)。

1.1.4 超聲波輔助萃取法

超聲波萃取法又稱(chēng)為超聲輔助萃取法，其原理是通過(guò)超聲波的空化作用和熱作用，使多環(huán)芳烴快速有效地溶解到溶劑中。

Liu Yihong等以二甲基亞砜為溶劑進(jìn)行超聲輔助法萃取，通過(guò)同步熒光法檢測(cè)植物油中的4種多環(huán)芳烴，該方法的檢出限為0.16～13.00 μg/kg，回收率為69.3%～113.0%，該方法方便快捷、靈敏度高。Taghvaee等以乙腈和丙酮的混合溶液為溶劑，采用改良低溫法和改良超聲輔助液液萃取法，通過(guò)HPLC-FLD檢測(cè)橄欖油和精煉果渣油中的15種多環(huán)芳烴。其中改良超聲輔助液液萃取法分析時(shí)間更短，決定系數(shù)大于0.992 9，檢出限為0.16～0.97 μg/kg，定量限為0.57～2.93 μg/kg，回收率為75%～111%。Wu Shimin等以正己烷為溶劑，利用DMF稀釋?zhuān)⑦M(jìn)行超聲輔助液液萃取，以弗羅里硅土固相萃取柱凈化，通過(guò)GC-MS檢測(cè)4種食用油中的16種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)為0.998 0～0.999 9，回收率為70.11%～127.92%，該方法減少了樣品和溶劑使用量。Zhao Weijun等以乙腈和丙酮的混合溶液為溶劑進(jìn)行超聲輔助液液萃取，以C固相萃取柱凈化，通過(guò)HPLC-二極管陣列檢測(cè)器（diode-array detector，DAD）-FLD檢測(cè)大豆油、葵花籽油、玉米油等6種食用油中的16種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)為0.998 8～0.999 9，檢出限為0.01～2.35 μg/L，定量限為0.04～7.00 μg/L，回收率為57.3%～94.6%。

超聲波萃取法簡(jiǎn)單、快速、便宜、溶劑用量少、萃取效率高，近幾年在油脂多環(huán)芳烴的分離中得到了極大的應(yīng)用，但在超聲過(guò)程中易出現(xiàn)超聲盲區(qū)，且超聲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一些雜質(zhì)會(huì)被共提出。因此，超聲波萃取法一般需要多種前處理方法聯(lián)用以去除共提雜質(zhì)，同時(shí)應(yīng)控制超聲提取的能量和時(shí)間。減少超聲盲區(qū)及避免共提取雜質(zhì)的產(chǎn)生仍是該方法有待解決的問(wèn)題。

1.1.5 微波輔助萃取法

微波輔助萃取法又稱(chēng)為微波輔助溶劑萃取，利用微波加熱達(dá)到快速萃取樣品中目標(biāo)物的目的。微波加熱的原理是基于偶極轉(zhuǎn)動(dòng)和微波對(duì)偶極子和帶電分子或離子的離子傳導(dǎo)效應(yīng)。目前微波輔助萃取法在多環(huán)芳烴的萃取應(yīng)用中比較多，但是在食用油中的應(yīng)用較少。

Mohammadi等采用微波輔助分散液液微萃取法，結(jié)合GC-MS檢測(cè)食用油中的14種多環(huán)芳烴，該方法具有快速、簡(jiǎn)便、溶劑消耗低、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，決定系數(shù)為0.934 6～0.997 8，檢出限為0.2～2.7 μg/L，定量限為0.6～9.1 μg/L，回收率為84.4%～101.9%。Alarcón等采用微波輔助液液萃取，二氧化硅固相萃取柱凈化，結(jié)合熒光分光光度法進(jìn)行檢測(cè)，采用偏最小二乘法（partial least squares regression，PLS）和展開(kāi)偏最小二乘法（unfold partial least squares regression，U-PLS）算法預(yù)測(cè)初榨橄欖油和葵花籽油中7種重質(zhì)多環(huán)芳烴的含量，該方法的相關(guān)系數(shù)大于0.994，檢出限為0.8～7.0 μg/kg，定量限為2.4～22 μg/kg，且基于三維光譜數(shù)據(jù)的U-PLS算法，獲得了最佳分析靈敏度、最低檢出限和定量限，并通過(guò)HPLC-FLD對(duì)該方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示回收率為62%～84%；Alarcón等又采用相同的萃取方法，結(jié)合U-PLS/殘差雙線(xiàn)性（residual bilinearization，RBL）和平行因子分析（parallel factors analysis，PARAFAC）算法對(duì)三維熒光光譜進(jìn)行分析，測(cè)定初榨橄欖油和葵花籽油中7種重質(zhì)多環(huán)芳烴，其中U-PLS/RBL算法在此實(shí)驗(yàn)中更具優(yōu)勢(shì)，檢出限為0.07～2.00 μg/kg，并采用HPLC-FLD法對(duì)該算法預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果良好。

微波萃取法具有快速、環(huán)保、可批量處理樣品、提取效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是不適用易揮發(fā)組分的提取，且能量過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致樣品中其他成分也被提取出，因此需控制微波提取的能量和時(shí)間。此外微波萃取法需與其他樣品前處理方法聯(lián)用，以去除共提取物干擾。

1.2 純化方法

1.2.1 柱層析法

柱層析法又稱(chēng)為柱色譜法，根據(jù)樣品中各組分在固定相和流動(dòng)相中的分配系數(shù)不同，經(jīng)過(guò)多次分配，將不同組分分離。采用柱層析法分離純化油脂中的多環(huán)芳烴時(shí)，固定相一般為中性氧化鋁或者硅膠，流動(dòng)相一般選擇極性較弱的有機(jī)溶劑，如乙酸乙酯、石油醚、環(huán)己烷等。

Hossain等采用乙腈-丙酮（體積比為6∶4）混合溶液進(jìn)行液液萃取，經(jīng)過(guò)超聲、離心、濃縮以及硅膠柱凈化后，應(yīng)用GC-MS檢測(cè)大豆油、芥末油、椰子油中的8種多環(huán)芳烴，該方法的決定系數(shù)大于0.987，檢出限為1.9～3.1 μg/kg，回收率為56%～84%。Zachara等采用皂化法進(jìn)行分離，經(jīng)液液萃取、濃縮后，采用氧化鋁柱凈化，結(jié)合HPLC-FLD檢測(cè)植物油中的4種多環(huán)芳烴，相關(guān)系數(shù)大于0.998，檢出限為0.18 μg/kg，定量限為0.25 μg/kg，回收率為80%～110%。Dost等采用皂化法進(jìn)行分離，經(jīng)液液萃取、濃縮后，采用硅鋁層析柱（質(zhì)量比為1∶1）凈化，結(jié)合HPLC-UV-Vis檢測(cè)植物油中的9種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)為0.995 1～0.999 6，檢出限為0.26～1.15 μg/L，定量限為0.87～3.84 μg/L，回收率為80%～104%。

柱層析法成本低廉、操作簡(jiǎn)單，但是耗時(shí)長(zhǎng)、溶劑用量大、重復(fù)性較差，無(wú)法滿(mǎn)足綠色環(huán)保的要求，近年來(lái)已經(jīng)被固相萃取法取代。

1.2.2 固相萃取法

固相萃取是在柱層析基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種樣品前處理方法，原理是利用固體吸附劑吸附液體樣品中的目標(biāo)分析物，后續(xù)用洗脫液洗脫，達(dá)到分離、純化和富集目標(biāo)分析物的目的。固相萃取法目前已經(jīng)被眾多研究者用于食用油中的多環(huán)芳烴的分離純化。固相萃取的大致操作流程如圖1所示。

圖1 固相萃取的操作示意圖Fig.1 Schematic diagram of solid phase extraction

Shi Longkai等采用超聲輔助液液萃取，硅膠固相萃取柱純化，并通過(guò)GC-MS測(cè)定4種食用油脫臭餾出物中的16種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)大于0.994，檢出限為0.06～0.13 μg/kg，定量限為0.18～0.42 μg/kg，回收率為84.8%～115.5%。Lee等采用液液萃取，硅膠固相萃取柱純化，并通過(guò)GC-MS測(cè)定芝麻油和紅辣椒油中的4種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)大于0.996，檢出限為0.02～0.13 μg/kg，定量限為0.06～0.44 μg/kg，回收率為73.5%～112.6%，該方法時(shí)間較短，溶劑消耗少，背景基質(zhì)干擾低，可以直接從油樣中分離多環(huán)芳烴。Stenerson等采用含有C與ZrO-SiO混合物和活性弗羅里硅土的雙層吸附固相萃取柱進(jìn)行純化，結(jié)合HPLC-FLD檢測(cè)橄欖油中的16種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)大于0.929，檢出限為0.2～1.0 μg/kg，定量限為0.65～3.40 μg/kg，回收率為79%～127%。Ju等采用液液萃取，經(jīng)超聲、離心，運(yùn)用EZ-POP NP雙層固相萃取柱和氨基固相萃取柱純化，充分去除了共萃取雜質(zhì)，并結(jié)合ID-GC-高分辨率質(zhì)譜（high resolution mass spectrometry，HRMS）檢測(cè)橄欖油中的4種多環(huán)芳烴，檢出限為0.08～0.10 μg/kg，定量限為0.10～0.28 μg/kg，回收率為97.5%～102%，結(jié)果可靠。

固相萃取法具有快速、準(zhǔn)確、高效、有機(jī)溶劑用量少、選擇性高、可自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，不足之處是不能重復(fù)使用，成本較高。目前，許多學(xué)者開(kāi)發(fā)了很多新型的固相吸附劑材料，提高了固相萃取的萃取效率，使固相萃取的應(yīng)用更加廣泛，但更高效、更適用于油脂基質(zhì)的高選擇性固相吸附劑材料有待進(jìn)一步研究。

1.2.3 固相微萃取

固相微萃取是在固相萃取基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的前處理技術(shù)。固相微萃取是基于“相似相溶”的原理，利用待測(cè)組分在樣品溶液或者頂空氣體與萃取纖維涂層之間的分配平衡過(guò)程，達(dá)到萃取、富集的目的。根據(jù)測(cè)定的方式，固相微萃取技術(shù)可以分為3種：直接浸入式固相微萃?。╠irect extraction solid phase microextraction，DI-SPME）、頂空固相微萃?。╤eadspace solid phase micro-extraction，HS-SPME）和中空纖維膜保護(hù)固相微萃取（hollow fiber membrane protected solid phase micro-extraction，HF-SPME）。以上3種固相微萃取方式的操作示意圖如圖2所示。

圖2 3種固相微萃取方式操作示意圖Fig.2 Schematic diagrams of three kinds of solid phase microextraction

Purcaro等采用DI-SPME技術(shù)，結(jié)合二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法，測(cè)定橄欖油、橄欖果渣油、葵花籽油以及植物油中的16種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)大于0.957，檢出限為0.2～1.4 μg/kg，定量限為0.4～4.6 μg/kg。此外，Purcaro等采用DI-SPME技術(shù)，結(jié)合GC-MS，測(cè)定橄欖油、橄欖果渣油、葡萄籽油以及4種谷物油中的10種多環(huán)芳烴，決定系數(shù)大于0.982，定量限為0.17～0.70 μg/kg，該方法減少了有機(jī)試劑消耗和甘油三酯的干擾，同時(shí)簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作。Chopra等通過(guò)HS-SPME技術(shù)結(jié)合GC-MS，測(cè)定魚(yú)油中的12種多環(huán)芳烴，方法的決定系數(shù)大于0.990，檢出限為1～7 μg/kg，定量限為3～21 μg/kg，回收率為80%～95%，該方法結(jié)果準(zhǔn)確性較高，但在脂質(zhì)復(fù)雜基質(zhì)中平衡時(shí)間較慢。

固相微萃取靈敏度高，選擇性好，與固相萃取相比，有機(jī)試劑的用量更少，操作更為簡(jiǎn)單，萃取富集的時(shí)間更短，回收率高，可實(shí)現(xiàn)固相萃取微型化，但是該方法的吸附容量有限，而且萃取頭一般為石英纖維，易損壞，限制了其使用壽命，其較少應(yīng)用于油脂中多環(huán)芳烴的前處理。因此，開(kāi)發(fā)更高效、更適用于脂質(zhì)基質(zhì)的萃取涂層材料和研發(fā)新的固相微萃取裝置解決萃取纖維頭的使用壽命及成本問(wèn)題是目前該方法的兩個(gè)研究方向。

1.2.4 分散固相萃取

分散固相萃取法是在固相萃取基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型前處理技術(shù)。分散固相萃取的吸附原理與固相萃取相似，區(qū)別是在分散固相萃取中，吸附劑不再以萃取柱形式存在，而是直接分散在樣品萃取液中，通過(guò)振動(dòng)、攪拌、超聲等方式，使吸附劑與目標(biāo)組分相互作用，在達(dá)到吸附平衡后，通過(guò)離心過(guò)濾使已吸附目標(biāo)組分的吸附劑與樣品基質(zhì)分離，取上清液進(jìn)行分析。固相萃取的操作如圖3所示。

圖3 分散固相萃取的操作示意圖Fig.3 Schematic diagram of dispersive solid phase extraction

分散固相萃取最開(kāi)始主要用于農(nóng)藥殘留的提取，近些年在多環(huán)芳烴的檢測(cè)中也有應(yīng)用。Zacs等以多壁碳納米管作為分散固相萃取吸附劑，對(duì)食用油樣品進(jìn)行預(yù)處理，并結(jié)合GC-MS，測(cè)定食用油樣品中的4種多環(huán)芳烴，方法的決定系數(shù)大于0.983 3，檢出限為0.06～0.21 μg/kg，定量限為0.19～0.71 μg/kg，回收率為96%～107%。Lv Zhiyang等以多孔金屬有機(jī)骨架MIL-101（Cr）作為分散固相萃取吸附劑，對(duì)食用油樣品進(jìn)行處理，并結(jié)合HPLC-FLD，測(cè)定花生油、大豆油、菜籽油、辣椒油中苯并[]芘，該方法減少了有機(jī)溶劑的消耗，簡(jiǎn)化了操作，決定系數(shù)大于0.995 8，檢出限為0.19 μg/L，定量限為0.56 μg/L，回收率為79.6%～117.1%。

分散固相萃取法簡(jiǎn)單快速、取樣量少、溶劑用量小、成本較低、易于操作、選擇性好，但是吸附容量有限，商業(yè)化和自動(dòng)化程度較低。因此，需開(kāi)發(fā)更高效、吸附容量更大、更適用于油脂基質(zhì)的吸附劑材料，降低吸附劑材料的制備成本，研發(fā)分散固相萃取聯(lián)用技術(shù)及裝置，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。

1.2.5 磁性固相萃取

磁性固相萃取是在分散固相萃取基礎(chǔ)上，以磁性材料或可磁化材料為吸附劑的一種前處理技術(shù)。磁性固相萃取的原理是利用磁性或可磁性化吸附劑富集目標(biāo)物，在外加磁場(chǎng)的作用下達(dá)到分離、純化的目的。磁性固相萃取常用的材料有磁性碳基材料、離子液體、金屬有機(jī)骨架、分子印跡聚合物等。磁性固相萃取的操作如圖4所示。

圖4 磁性固相萃取的操作示意圖Fig.4 Schematic diagram of magnetic solid phase extraction

Wang Qing等以磁性多壁碳納米管-十八烷基磷酸修飾氧化鋯為磁性吸附劑，采用磁性固相萃取法結(jié)合HPLC-DAD，測(cè)定花生油、大豆油、葵花籽油中的6種多環(huán)芳烴，該方法高效、低成本、富集能力強(qiáng)、靈敏度高、可重復(fù)使用，決定系數(shù)為0.993 7～0.999 4，檢出限為0.06～0.55 μg/kg，定量限為0.20～1.83 μg/kg，回收率為93.5%～113.2%。Zheng Haobo等以磁性氮化碳納米薄片為磁性吸附劑，采用磁性固相萃取法結(jié)合GC-MS，測(cè)定大豆油、玉米油、茶油、葵花籽油中的8種多環(huán)芳烴，該方法的相關(guān)系數(shù)為0.996 7～0.999 8，檢出限為0.1～0.3 μg/kg，定量限為0.4～0.9 μg/kg，其中在大豆油中回收率為91.0%～124.1%，其他3種食用油中回收率為79.1%～107.9%，該方法制備簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、耗時(shí)短，只需要10 min。Ji Wenhua等以植酸穩(wěn)定的氧化鐵-石墨烯為磁性吸附劑，采用磁性固相萃取法，結(jié)合HPLC-DAD-UV-Vis，測(cè)定花生油、玉米油、大豆油和橄欖油中的8種多環(huán)芳烴，該方法的決定系數(shù)為0.998 9～0.999 9，檢出限為0.06～0.15 μg/kg，定量限為0.2～0.5 μg/kg，回收率為85.6%～102.3%。Zhang Yun等以三維離子液體功能化磁性氧化石墨烯納米復(fù)合材料為磁性吸附劑，采用磁性固相萃取法，結(jié)合GC-MS，測(cè)定花生油、大豆油、菜籽油、葵花籽油中的16種多環(huán)芳烴，該方法的決定系數(shù)大于0.999 2，檢出限為0.05～0.30 μg/kg，定量限為0.17～1.00 μg/kg，該方法溶劑消耗少，可重復(fù)使用，易與樣品溶液分離。

磁性固相萃取方法快速簡(jiǎn)單、綠色友好，極大地簡(jiǎn)化了前處理步驟，萃取速度快，便于回收，可重復(fù)使用，但尚未實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和自動(dòng)化。今后的研究熱點(diǎn)是開(kāi)發(fā)穩(wěn)定性好、選擇性高、吸附容量大、富集能力強(qiáng)、萃取液使用量少、成本低的磁性吸附劑材料，推動(dòng)其在食用油中多環(huán)芳烴檢測(cè)方面的快速化、商業(yè)化和自動(dòng)化發(fā)展。

1.2.6 分子印跡萃取

分子印跡萃取是一種高效的前處理方法，其原理是通過(guò)合成分子印跡聚合物，以其為吸附劑，利用分子印跡聚合物的構(gòu)效預(yù)定性、特異識(shí)別性和廣泛適用性，對(duì)目標(biāo)組分進(jìn)行吸附結(jié)合，達(dá)到分離純化的目的。分子印跡固相萃取的操作示意圖如圖5所示。

圖5 分子印跡固相萃取的操作示意圖Fig.5 Schematic diagram of molecularly imprinted solid phase extraction

Zhou Hua等采用分子印跡固相萃取柱和多環(huán)芳烴專(zhuān)用固相萃取柱聯(lián)用，分離純化食用油中的24種多環(huán)芳烴，并通過(guò)GC-MS進(jìn)行檢測(cè)，該方法的相關(guān)系數(shù)大于0.999，檢出限為0.1～1.0 μg/kg，回收率為86%～116%。Sun Ying等采用分子印跡多環(huán)芳烴專(zhuān)用固相萃取柱和凝膠滲透色譜法分離純化脂質(zhì)樣品中的16種多環(huán)芳烴，并用氧化鋁固相萃取柱進(jìn)一步純化，結(jié)合GC-MS檢測(cè)，結(jié)果顯示分子印跡萃取法與凝膠滲透色譜法測(cè)定的回收率一樣高，且分子印跡萃取法的去除基質(zhì)干擾效果更好，更有利于后續(xù)的GC-MS檢測(cè)。Xu Ting等采用分子印跡多環(huán)芳烴專(zhuān)用固相萃取柱和活性碳固相萃取柱聯(lián)用，分離純化食用油中的24種多環(huán)芳烴，并進(jìn)行GC-MS檢測(cè)，該方法選擇性、靈敏度高，決定系數(shù)大于0.998，檢出限為0.03～0.60 μg/kg，定量限為0.13～2.00 μg/kg，回收率為56.8%～117.7%。Drabova等比較了凝膠滲透色譜、凝膠滲透色譜與硅膠固相萃取柱聯(lián)用、多環(huán)芳烴分子印跡固相萃取專(zhuān)用柱3種方法純化7種植物油中的16種多環(huán)芳烴的效果，其中多環(huán)芳烴分子印跡固相萃取專(zhuān)用柱的效果最好，定量限為0.1～0.3 μg/kg，回收率為70%～99%。

分子印跡技術(shù)能夠?qū)δ繕?biāo)組分進(jìn)行特異性識(shí)別，制備簡(jiǎn)單、溶劑消耗少、穩(wěn)定性好、回收率高、檢出限低，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在幾個(gè)問(wèn)題：1）目前分子印跡技術(shù)多用于剛性小分子，且用于制備分子聚合物的一些模板分子和商品化的分子印跡固相萃取柱較貴，導(dǎo)致成本較高，未來(lái)可利用計(jì)算機(jī)模擬分子印跡聚合物的合成路線(xiàn)，節(jié)約制備成本，縮短制備時(shí)間，促進(jìn)其商業(yè)化；2）分子印跡技術(shù)目前自動(dòng)化程度較低，需加強(qiáng)分子印跡技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)的聯(lián)用以促進(jìn)其自動(dòng)化。

1.3 分離、純化相結(jié)合方法

1.3.1 凝膠滲透色譜

凝膠滲透色譜又稱(chēng)體積排阻色譜，是一種按分子尺寸大小的順序進(jìn)行分離的一種色譜分析方法，可根據(jù)樣品中各組分分子質(zhì)量的不同將其分離。由于油脂中主要成分甘油三酯的分子質(zhì)量大于多環(huán)芳烴的分子質(zhì)量，因此可用凝膠滲透色譜方法將多環(huán)芳烴從甘油三酯等基質(zhì)中分離出來(lái)。

Wang等采用凝膠滲透色譜凈化，結(jié)合UHPLCDAD-FLD測(cè)定食用油中14種多環(huán)芳烴，該方法的決定系數(shù)大于0.999，檢出限為2.5～10.0 μg/kg，定量限為5～150 μg/kg，回收率為73%～110%。Zhu Huaming等通過(guò)環(huán)己烷-乙酸乙酯（體積比1∶1）混合溶液萃取，凝膠滲透色譜凈化，結(jié)合HPLC-FLD測(cè)定茶油中15種多環(huán)芳烴，該方法的相關(guān)系數(shù)大于0.991，檢出限為0.10～0.20 μg/kg，定量限為0.33～0.67 μg/kg，回收率為79.3%～97.3%。Wang Jianhua等以乙腈為溶劑，經(jīng)過(guò)超聲提取、自制凝膠滲透色譜柱凈化，結(jié)合ID-GC-MS測(cè)定植物油中的16種多環(huán)芳烴，該方法的定量限為0.3～0.6 μg/kg，回收率為81%～96%，其自制的短窄凝膠滲透色譜柱可以顯著減少溶劑和凝膠滲透色譜樹(shù)脂的用量。Fromberg等采用凝膠滲透色譜和固相萃取技術(shù)相結(jié)合，并通過(guò)GC-MS測(cè)定食用油中24種多環(huán)芳烴，檢出限為0.2～1.5 μg/kg，定量限為0.3～3.0 μg/kg，回收率為59%～120%。Ballesteros等采用液液萃取和凝膠滲透色譜凈化相結(jié)合，結(jié)合GC-MS，同時(shí)測(cè)定初榨橄欖油、精制橄欖油和橄欖果榨油中的農(nóng)藥殘留和4種多環(huán)芳烴，該方法凈化效果好，其中多環(huán)芳烴測(cè)定的決定系數(shù)大于0.992，檢出限為0.05～0.07 μg/kg，定量限為0.10～0.20 μg/kg，回收率為84%～110%。

凝膠滲透色譜將分離、純化相結(jié)合，方法簡(jiǎn)單快速、易于操作、可自動(dòng)化、回收率高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性好，被廣泛應(yīng)用于油脂中多環(huán)芳烴的分離純化，但設(shè)備成本高、有機(jī)溶劑消耗大、耗時(shí)長(zhǎng)。如何減少溶劑消耗、加快分析速率是目前凝膠滲透色譜亟待解決的問(wèn)題。

1.3.2 QuEChERS前處理技術(shù)

Anastassiades等首次提出了QuEChERS方法，QuEChERS基于液液萃取和分散固相萃取的原理，利用吸附劑來(lái)富集目標(biāo)物，提取目標(biāo)組分，達(dá)到除雜凈化的目的，是一種快速、簡(jiǎn)單、廉價(jià)、高效、安全的樣品前處理技術(shù)。QuEChERS前處理技術(shù)的操作如圖6所示。

圖6 QuEChERS的操作示意圖Fig.6 Schematic diagram of QuEChERS

QuEChERS技術(shù)最開(kāi)始用于農(nóng)藥殘留的檢測(cè)，只能處理果蔬等基質(zhì)較為簡(jiǎn)單的樣品，而對(duì)于脂質(zhì)含量較高的樣品凈化效果不太理想。處理油脂樣品的關(guān)鍵是選擇合適的溶劑和吸附劑，減少油中共提物的干擾，在QuEChERS方法中，常用的吸附劑有C、-丙基乙二胺（primary secondary amine，PSA）、石墨化炭黑（graphitized carbon black，GCB）、增強(qiáng)型基質(zhì)去除（enhanced matrix removal，EMR）。

Sun Yaqing等采用EMR為吸附劑填料，利用乙腈-丙酮（體積比為3∶2）的混合溶液萃取，結(jié)合GC-三重四極桿（triple quadrupole，QqQ）-MS同時(shí)測(cè)定廢棄煎炸油中的16種多環(huán)芳烴，該方法的決定系數(shù)大于0.995，檢出限為0.06～0.13 μg/L，定量限為0.20～0.43 μg/L，回收率為66.72%～112.87%，提高了重質(zhì)多環(huán)芳烴的回收率，減少了溶劑使用量，并實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)。朱捷等采用以PSA和C為吸附劑填料的QuEChERS方法，選擇乙腈作為萃取試劑，結(jié)合GC-QqQ-MS同時(shí)檢測(cè)枸杞籽油中16種多環(huán)芳烴，結(jié)果表明決定系數(shù)大于0.998，檢出限為0.2～3.5 μg/kg，定量限為0.7～11.5 μg/kg，回收率為60.04%～119.00%，靈敏度高、結(jié)果較好。胡國(guó)紳等比較了以EMR吸附劑作為填料的QuEChERS法和凝膠滲透色譜法的分離效果，結(jié)合GC-MS測(cè)定植物油中的16種多環(huán)芳烴，與凝膠滲透色譜的凈化效果相比較，QuEChERS測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和精密度較高，溶劑使用量較少，且決定系數(shù)大于0.995，定量限為0.3～0.8 μg/kg，回收率為88.9%～112.3%。

與其他方法相比，QuEChERS方法快速、簡(jiǎn)便、可靠、溶劑消耗少、樣品制備相對(duì)便宜、回收率較為理想，是一種高通量的綠色前處理方法，但吸附劑的吸附容量有限。因此開(kāi)發(fā)更高效的吸附劑材料、提高其吸附容量和重復(fù)使用次數(shù)仍是目前有待解決的問(wèn)題，對(duì)進(jìn)一步提高QuEChERS方法在快速分離富集食用油中多環(huán)芳烴方面的應(yīng)用有重要意義。

除此之外，其他一些前處理方法，如加速溶劑萃取法、薄層色譜法、供體受體復(fù)合色譜、泡騰輔助微萃取、分散液液微萃取等也開(kāi)始應(yīng)用于食用油多環(huán)芳烴的分析中。

上述食用油中多環(huán)芳烴檢測(cè)的樣品前處理方法都具有較好的萃取效率和回收率，但是各前處理方法的萃取效果還是存在差異。表1總結(jié)了不同分離、純化食用油中多環(huán)芳烴方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

表1 不同前處理方法提取多環(huán)芳烴的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比Table 1 Comparison of advantages and disadvantages of different pretreatment methods for PAHs extraction

2 結(jié) 語(yǔ)

本文重點(diǎn)綜述了近年來(lái)食用油中多環(huán)芳烴檢測(cè)過(guò)程中的樣品前處理技術(shù)。傳統(tǒng)的前處理方法如皂化法、索氏提取法、液液萃取法、柱層析法成本低廉，不需要復(fù)雜的設(shè)備，但是處理時(shí)間長(zhǎng)、有機(jī)溶劑使用量大、回收率低、穩(wěn)定性差，越來(lái)越難滿(mǎn)足目前檢測(cè)的需求。新型的前處理技術(shù)如固相微萃取技術(shù)、分散固相萃取技術(shù)、分子印跡萃取技術(shù)、磁性固相萃取技術(shù)快速簡(jiǎn)單、靈敏度高、溶劑使用量少、回收率高，但是吸附容量有限，且自動(dòng)化和微型化程度低。雖然新型的萃取技術(shù)已被應(yīng)用于從食用油中分離純化多環(huán)芳烴，但更高效、快速、綠色、高通量、能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)便攜式檢測(cè)的前處理技術(shù)仍有待開(kāi)發(fā)。

建立方便、可靠、靈敏、快速、綠色無(wú)污染的前處理方法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化、小型化和便攜化，始終是食用油中多環(huán)芳烴的檢測(cè)前處理方法的研究趨勢(shì)。未來(lái)食用油中多環(huán)芳烴檢測(cè)前處理方法的研究可在以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)突破：采用多種前處理方法聯(lián)用，提高分離純化的效率；開(kāi)發(fā)新型的、吸附量高、更適用于脂質(zhì)基質(zhì)的吸附劑材料，提高靈敏度，促進(jìn)商業(yè)化；開(kāi)發(fā)新的前處理方法，簡(jiǎn)化前處理過(guò)程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、小型化、便攜化，促進(jìn)其在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)中的應(yīng)用。