硅胶固相萃取-高效液相色谱法测定植物油中的特丁基对苯二酚含量

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食用油脂在加工、贮存、使用过程中极易受到光、热、酶、金属离子等作用而发生氧化酸败变质,尤其是富含不饱和双键的植物油更易发生氧化变质。为防止食用油脂酸败,产生对人体有害的物质, 生产厂家会其加入抗氧化剂。目前常用的氧化剂主要有丁基羟基茴香醚(butyl-hydroxyanisd,BHA)、二丁基羟基甲苯(butylated-hydroxytoluene,BHT)、特丁基对苯二酚(tert-butylhydroquinone,TBHQ)、没食子酸丙酯(propyl-gallate, PG)等,其中TBHQ的抗氧化性能是BHA、BHT、PG的2~5倍,且其热稳定性好,低毒,具有抑制细菌和霉毒作用,遇金属离子不着色等诸多优点而广泛应用在食用植物油中[1-3]。但是摄入过量TBHQ也会对人体造成伤害[4-5],我国食品添加剂使用卫生标准(GB 2760—2014)规定TBHQ使用的最大量为200 mg/kg。因此油脂中TBHQ应该谨慎监测。现行检验方法主要采用气相色谱法[6-8]、薄层色谱法[6]、比色法[6]和高效液相色谱法[10-22]。油样的前处理大多采用溶剂提取法,而采用固相萃取的前处理较少。本实验采用硅胶作为吸附剂进行萃取,利用高效液相色谱进行测定TBHQ含量,为油脂中TBHQ含量的测定提供一种方法。

11试验材料

1.1.1 原料与试剂

硅胶(100~200 μm),青岛海洋化工;TBHQ标准品(纯度≥99%),滕州市天益工贸有限公司;甲醇(色谱纯),Sigma-Alorich;正己烷(分析纯),湖南汇虹试剂有限公司;二氯甲烷(分析纯),天津市科密欧化学试剂有限公司;不含TBHQ的葵花籽油,公司自给;洗脱液为A:100 mL正己烷/二氯甲烷混合液(体积比1∶1),B:50 mL二氯甲烷。

1.1.2 仪器与设备

1260型高效液相色谱(配有紫外检测器),安捷伦;RE-201型旋转蒸发仪,上海越众仪器设备有限公司;HGC-12A氮吹仪,天津市恒奥科技发展有限公司;玻璃层析柱d=1.2 cm,l=47 cm,带砂芯配旋塞,上海宸乔生物科技有限公司。

12试验方法

1.2.1 色谱条件

色谱条件:ZORBAX SB-C18柱(4.6 mm×250 mm);柱温为30 ℃;检测波长为280 nm;进样量20 μL;流动相C为甲醇,流动相D为1%乙酸水溶液,梯度见表1。

1.2.2 标准溶液的绘制和仪器检出限

称取0.1 g(精确至0.000 1 g)的TBHQ,用甲醇溶解并定量至100 mL,配制成1 mg/mL标样储备液。取一定量的标样储备液用甲醇分别稀释配制成10、50、100、150、200、250 μg/mL标准使用液, 按照1.2.1

表1流动相洗脱梯度

Table1theelutiongradientofmobilephase

中的液相色谱条件进行分析,以标准液的浓度为横坐标,其峰面积为纵坐标绘制标准曲线。其线性方程如式(1)所示,R2=0.998 6,以仪器的S/N=3计算,测得仪器最低检出限为1 mg/kg。

Y=20.84×C+34.6

(1)

Y为峰面积;C为TBHQ质量浓度,μg/mL。

1.2.3 样品的处理

向层析柱中湿法装入15.0 g硅胶,称取0.1 g(精确至0.000 1 g)油样,3~4 mL正己烷溶解上样,待流完后弃去,加入100 mL A或50 mL B洗脱液,流速为1滴/s,用平底烧瓶收集洗脱液,旋蒸浓缩至近干,向平底烧瓶中加入石油醚清洗2次,每次1 mL,将清洗液转移到 5 mL玻璃样品瓶中,并在60 ℃的氮吹仪蒸发至干,加甲醇定容至1 mL,过0.45 μm有机滤膜,上机测定。

2 结果与分析 21样品前处理探讨

鉴于TBHQ和植物油的极性相差较大,而TBHQ属于酸性类物质,选用硅胶作为吸附剂,能满足两者的分离。能否准确测定油中的TBHQ含量,跟硅胶量、油样量、洗脱剂的极性和用量有密切关系。本实验以100 mg/kg葵花籽油为样品,以测出该样品的TBHQ含量和油脂净化率高为目的来优化前处理过程。

2.1.1 硅胶量的影响

固定100 mL洗脱液A或50 mL洗脱液B,油样为0.1 g(TBHQ为10 μg),流速为1滴/s。分别称取10、15、20 g的硅胶进行试验,结果发现:当硅胶量为20 g时,使得少量的TBHQ残留在硅胶柱内没有被洗脱出来;当硅胶量为10 g时,样品组分在硅胶内未能进行有效的固液动态平衡分离,导致油脂没被吸附就洗脱下来了;当硅胶量为15 g时,TBHQ和油脂能较好地分离。

2.1.2 洗脱剂的选择

固定硅胶量为15 g,油样0.1 g(TBHQ为20 μg),流速为1滴/s。鉴于目标物TBHQ属于较大的极性物质,因而选择洗脱剂为有一定极性的有机溶液。主要选择了挥发性较小,较为常见且挥发性较小,毒性较小的有机溶剂为正己烷和二氯甲烷。经过反复试验证明:直接选用极性较大的二氯甲烷作为洗脱剂,TBHQ较易洗脱下来,但是需要控制洗脱剂的用量,否则,用量太大油脂也会一同洗脱下来。经试验得知,单纯使用二氯甲烷作为洗脱剂,且用量为50 mL可以满足要求。当使用正己烷和二氯甲烷混合液时,需要配制合适的极性才能较好的分离TBHQ和油脂。经过反复试验,当正己烷和二氯甲烷的体积比为1∶1时,100 mL混合洗脱液足以将20 μg的TBHQ洗脱下来。

2.1.3 洗脱流速的影响

固定硅胶量为15 g,100 mL洗脱液A或50 mL洗脱液B,油样为0.1 g(TBHQ为10 μg)。流速过大,样品的洗脱时间缩短,但是吸附到硅胶上的组分还没来得及扩散就随着流动相洗脱出去了,使得分离效果差。流速过慢,使得分离时间也较长,组分在硅胶柱内的保留时间长,使得轴向扩散增大,不利于组分分离,经试验反复证明,流速为1滴/s可以较好地分离TBHQ和油脂。

2.1.4 油样量的影响

固定硅胶量为15 g,100 mL洗脱液A或50 mL洗脱液B,流速为1滴/s。油样量大,则更多油脂洗脱下来,油样量小,若样品的TBHQ含量少,则可能检测不出来。经试验证明,0.1 g的油样量较为合适。

2.1.5 层析柱规格的影响

固定硅胶量为15 g,100 mL洗脱液A或50 mL洗脱液B,油样为0.1 g(TBHQ为10 μg),流速为1滴/s。分别选取内径分别为1.2 cm和2.0 cm的层析柱进行试验。试验证明:当层析柱内径为2 cm时,上同样量的硅胶,层析柱内填充硅胶高度较矮,使得TBHQ和油脂分离不理想;而当使用内径较小的层析柱时,硅胶高度较高,使分离效果较理想。

22色谱分离条件

如图1所示,样品中的TBHQ与杂质能较好地分开,杂质峰不干扰测定。TBHQ的保留时间为6.227 min。将同一样品在同一天内重复测定6次并取平均值计算仪器的精密度,测得变异系数RSD%为5.5%,说明仪器精密度良好。

图1 样品中TBHQ的色谱分离图

Fig.1 chromatographic separation figure of TBHQ in sample

23方法的回收率和精密度

向不含TBHQ葵花籽油中添加TBHQ,配制浓度为500 mg/kg的储备样,继续稀释分别配制成60、100、250 mg/kg的标样,分别称取少于0.1 g(精确至0.000 1 g)的3种标样,作为3个加标水平,按照试验1.2.3样品处理过程,每个加标样水平进行3次平行测定,取平均值,计算3种方法的回收率和RSD%。测定结果见表2。

表2TBHQ含量的回收率

Table2therecoveryrateofTBHQcontent

由表2可知, 方法回收率在95.6%~103.7%, RSD%在3.5%~5.1%,说明该方法具有良好的准确性和重现性。

24方法的最大萃取量

称取含TBHQ为250 mg/kg的油样0.1 g(精确至0.000 1 g),按照1.2.3步骤处理油样。实验结果表明:100 mL的A洗脱液能洗脱21 μg TBHQ;50 mL的B洗脱液能洗脱16 μg TBHQ。

25该方法测定结果与NYT1602— 2008农业行业标准的比较

由表3可知,该方法测出同一油样的TBHQ含量基本与农业行业标准一致。

表3比对实验

Table3contrastexperiment

26样品测定

对本公司葵花籽油中的TBHQ含量进行抽检6批次,利用A洗脱液和B洗脱液分别抽检3批次,按照1.2.3的前处理过程进行处理,其结果如表4所示。

表4样品中TBHQ含量

Table4TheTBHQcontentofsample

3 结论

采用硅胶作为吸附剂萃取植物油中TBHQ,利用反相液相色谱法测定其含量。本实验对硅胶的用量、油样量、洗脱剂的极性、流速和层析柱规格进行了优化组合。优化后的试验,其回收率在95.6%~103.7%, RSD%在3.5%~5.1%,同一样品的TBHQ含量测定结果与NY/T1602—2008测定的基本一致,说明该方法具有良好的准确性和重复性,可用于植物油中TBHQ含量的测定。


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