氣質聯用法測定食用植物油中的多環芳烴

徐文君+王峰+朱曉軍+徐春祥+周瑋

摘要：建立并利用凝膠滲透色譜凈化后氣質聯用法，測定食用植物油中美國環境保護局（EPA）16種優先控制多環芳烴的含量。結果表明，16種多環芳烴在0.5～50μg/kg范圍內線性關系良好，r2值達到0.9971以上；植物油中16種多環芳烴的檢出限范圍為0.07～0.2μg/kg，定量限達到0.2～0.5μg/kg；在添加1μg多環芳烴標樣時，16種多環芳烴平均加標回收率為80%～101%，對加標樣品6次獨立測定的RSD范圍為1.2%～9.9%。該方法可用于食用植物油中多環芳烴的檢測。

關鍵詞：氣質聯用法；凝膠滲透色譜；植物油；多環芳烴

中圖分類號：O657.63文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2014）11-0339-03

多環芳烴（polcyclicaromatichydrocarbons，PAHs）是環境中分布極為廣泛的有機污染物，存在于空氣、水、土壤、沉積物、食品、生物體等各種環境介質中，具有生物難降解特性，是一類持久性有機污染物[1]。PAHs具有明顯的致癌、致畸和致突變作用，與多種癌癥的發生有關，是一類威脅人類健康的主要環境污染物[2]。已有研究表明，食品和水是人類受多環芳烴污染的主要途徑[3]，食品中產生多環芳烴的途徑包括環境污染、加工過程和包裝等。對食用植物油而言，多環芳烴可在油籽干燥過程中與燃燒不完全或熱解燃氣直接接觸而產生，也有可能在收獲、運輸、加工等過程中因接觸機油等而受到多環芳烴污染，在某些地區，農民將大豆等食用油原料晾曬在瀝青路面上，這也有可能殘留多環芳烴[4]。Pandey等在2004年對296個食用植物油樣品多環芳烴的檢測中發現，88.5%的樣品存在多環芳烴污染[5]。

針對食用植物油中有可能普遍存在的多環芳烴污染，世界各國均制定了嚴格的限量要求。我國在GB2762—2012中規定苯并（a）芘（多環芳烴的代表性物質）的最高殘留限量為10μg/kg[6]；歐盟委員會法令（EC）NO835—2011規定可食用油、脂肪（不包括可可油和椰子油）中苯并（a）芘的最高殘留限量為2μg/kg，且苯并（a）芘、蒽、熒蒽、屈4種多環芳烴總限量值≤10μg/kg；韓國規定植物油中苯并（a）芘的最高殘留限量為2μg/kg；西班牙規定重PAH（5～6環）總量的限量為5μg/kg，其中，每種的限量為2μg/kg[7]。國際上對食用油中多環芳烴的檢測方法也提出了很高的要求。我國《食品中苯并（a）芘的測定》（GB/T5009.27—2003）采用熒光分光光度計法和目測比色法[8]，但只能監控食品中的一種多環芳烴，且效果較差；《動植物油脂多環芳烴的測定》（GB/T24893—2010）采用固相萃取法[9]，但整個過程耗時較長。張志偉等報道利用供體受體復合色譜法測定植物油中16種歐盟優控多環芳烴[4，10]，但該方法需要用到DAAC凈化，不易推廣。本試驗針對植物油中16種美國環保局（EPA）優控多環芳烴，進行凝膠滲透色譜（GPC）凈化和氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）測定方法研究，以期為食用植物油中多環芳烴的檢測提供有益參考。

1材料與方法

1.1材料

食用植物油樣品購自南京蘇果超市。

1.2試劑

環己烷、正己烷、乙酸乙酯均為色譜純，購自美國TEDIA公司；萘、苊、二氫苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、屈、苯并（a）蒽、苯并（k）熒蒽、苯并（b）熒蒽、苯并（a）芘、二苯并（a，h）蒽、茚并（1，2，3-cd）芘、苯并（g，h，i）芘，共16種多環芳烴混合標準品，美國Accustandard公司生產，每種物質均為100μg/mL甲醇溶液，于-4℃條件下避光保存。

1.3儀器設備

XS205Dualrnge電子分析天平，瑞士MettlerToledo生產；FreeStyleTM凝膠滲透色譜儀（含GPC、EVA模塊）和300mm×25mm凝膠滲透色譜柱（填料為BioBeadsS-X350g），德國LCTech生產；7890A-5975C氣質聯用儀、30m×250μm×0.25μm氣相色譜柱HP-5MSUI，美國Agilenttechnologies生產。

1.4測定方法

1.4.1空白植物油的制備參考張志偉方法[4]，稱取大豆油約40g于圓底燒瓶中，加入2g活性炭，旋轉蒸發儀中90℃加熱2h，取出3000r/min離心5min，上清液過0.45μm濾膜除去雜質，經檢測無多環芳烴峰后備用。

1.4.2樣品提取與凈化稱取1.00g植物油樣品，加入10mL比例為1∶1的乙酸乙酯和環己烷，渦旋均質，待GPC凈化。GPC流動相為1∶1的乙酸乙酯和環己烷，流動相流速5mL/min，上樣量為5mL。棄去最初24min的收集液，收集24～32min的流出液在線濃縮至近干，正己烷定容至1mL，待進氣質聯用儀分析。

1.4.3色譜、質譜條件色譜條件：載氣為純度>99.9999%的He，流速為1min/L，進樣口溫度為280℃，進樣量為1μL，脈沖不分流模式進樣，30m×0.25mm×0.25μmHP-5MS色譜柱。程序升溫模式：40℃1min；以10℃/min升至200℃，維持2min；以10℃/min升至300℃。

質譜條件：傳輸線溫度為300℃、EI源溫度為230℃、四級桿溫度為150℃、電離能量70eV、溶劑延遲為6min。全掃描（SCAN，m/z100-450）模式用于試驗條件優化，選擇離子檢測（SIM）模式用于定性、定量分析。

2結果與分析

2.1進樣條件優化

分別選擇脈沖不分流模式和不分流模式進樣，比較進樣口溫度為260、280、300℃時100ng/mL16種多環芳烴標樣的總響應值。由圖1可見，脈沖不分流模式下多環芳烴的總響應值是不分流模式的2倍；進樣口溫度為280℃時，16種多環芳烴標樣的總響應值最高。endprint

2.2SIM模式參數設置

通過SCAN模式獲得總離子流圖，根據保留時間和碎片離子將化合物分為8組（表1）。由于多環芳烴類化合物結構比較穩定，其特征離子多數為分子離子及其同位素離子。

2.3GPC凈化條件的建立與優化

采用分段收集建立GPC凈化方法：將標樣注入GPC，流動相以5mL/min流速沖洗，棄去最初10min的沖洗液，10～50min之間每2min收集1次，約10mL，搖勻后進氣質聯用儀分析，計算各多環芳烴累計回收率。以萘為例，由圖2可見，在第24～26min，萘開始從GPC分離柱中流出，至30min達到95.1%，后基本無流出。因此，綜合考慮16種多環芳烴的流出曲線，確定本試驗GPC的收集條件為：自24min開始收集流出液，直至30min，此時，脂肪等大分子物質和16種多環芳烴可以得到很好的分離。

2.4氣質聯用法參數測定

以各多環芳烴物質標準溶液濃度與對應的響應面面積繪制標準曲線，確定線性范圍，計算線性方程及線性相關系數；以3倍信號噪音比計算測定方法的檢出限（LOD），以10倍信號噪音比計算測定方法的定量限（LOQ）；對多環芳烴空白植物油添加1μg/mL多環芳烴混標液1mL，即加標量為1μg，進行6次獨立測定，求得平均加標回收率（R）及相對標準偏差（RSD）。由表2可見，16種多環芳烴在0.5～50μg/kg范圍內線性關系良好，r2值均在0.9970以上；16種多環芳烴的檢出限范圍0.07～0.2μg/kg，定量限達到0.2～0.5μg/kg；平均加標回收率為80%～101%，相對標準偏差范圍為1.2%～9.9%。氣質聯用法測定的參數均滿足GB/T27404要求，可以用于食用植物油中多環芳烴的檢測。

食品基質中多環芳烴的凈化，目前最流行的是固相萃取。對植物油而言，在提取過程中由于多環芳烴含量多數為痕量級，且具有脂溶性特征，因此，基質中的脂肪通常會與多環芳烴共同被提取出來，成為主要的檢測干擾物質。凝膠滲透色譜通過脂肪分子和多環芳烴分子量的差異而分離，本試驗凈化方法可以有效去除脂肪分子，同時可保留90%以上的待測物質多環芳烴。

對于多環芳烴的檢測，最常見的是液相色譜熒光法（HPLC-FLD）和氣質聯用法（GC-MS）。HPLC-FLD的好處在于方法簡便，不需要高值儀器，對能發射熒光的多環芳烴有較好的選擇性和靈敏度。和HPLC-FLD相比，GC-MS法優勢在于GC可以提供比HPLC更高的分離能力，MS可以提供更好的選擇性，同時還可以給出待測物質的結構信息。對于不能激發或只能激發較弱熒光的多環芳烴如萘、苊、二氫苊、芴等，檢測只能依賴于GC-MS方法。

參考文獻：

[1]劉新.飲用水中多環芳烴及其衍生物的分布和健康風險評價[D].重慶：西南大學，2011.

[2]Plaza-BolaosP，FrenichAG，VidalJL.Polycyclicaromatichydrocarbonsinfoodandbeverages：Analyticalmethodsandtrends[J].JournalofChromatographyA，2010，1217（41）：6303-6326.

[3]PurcaroG，MoretS，ConteLS.Overviewonpolycyclicaromatichydrocarbons：occurrence，legislationandinnovativedeterminationinfoods[J].Talanta，2013，105：292-305.

[4]張志瑋，朱琳，劉華良，等.供體受體復合色譜法測定植物油中16種歐盟優控多環芳烴[J].中國油脂，2012，37（3）：74-77.

[5]PandeyMK，MishraKK，KhannaSK，etal.DetectionofpolycyclicaromatichydrocarbonsincommonlyconsumededibleoilsandtheirlikelyintakeintheIndianpopulation[J].JournaloftheAmericanOilChemistsSociety，2004，81（12）：1131-1136.

[6]中國疾病預防控制中心營養與食品安全所，中國食品發酵工業研究院，中國農業科學院農業質量與標準技術研究所，等.GB2762—2012食品安全國家標準食品中污染物限量[S].北京：中國標準出版社，2012.

[7]宮春波，王朝霞，董峰光，等.食用植物油中多環芳烴的污染情況及健康風險評價[J].中國油脂，2013，38（5）：75-79.

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[10]張志瑋，馬永建，劉華良，等.江蘇省市售食用植物油中多環芳烴污染狀況分析[J].江蘇預防醫學，2012，23（5）：57-58.endprint

2.2SIM模式參數設置

通過SCAN模式獲得總離子流圖，根據保留時間和碎片離子將化合物分為8組（表1）。由于多環芳烴類化合物結構比較穩定，其特征離子多數為分子離子及其同位素離子。

2.3GPC凈化條件的建立與優化

采用分段收集建立GPC凈化方法：將標樣注入GPC，流動相以5mL/min流速沖洗，棄去最初10min的沖洗液，10～50min之間每2min收集1次，約10mL，搖勻后進氣質聯用儀分析，計算各多環芳烴累計回收率。以萘為例，由圖2可見，在第24～26min，萘開始從GPC分離柱中流出，至30min達到95.1%，后基本無流出。因此，綜合考慮16種多環芳烴的流出曲線，確定本試驗GPC的收集條件為：自24min開始收集流出液，直至30min，此時，脂肪等大分子物質和16種多環芳烴可以得到很好的分離。

2.4氣質聯用法參數測定

以各多環芳烴物質標準溶液濃度與對應的響應面面積繪制標準曲線，確定線性范圍，計算線性方程及線性相關系數；以3倍信號噪音比計算測定方法的檢出限（LOD），以10倍信號噪音比計算測定方法的定量限（LOQ）；對多環芳烴空白植物油添加1μg/mL多環芳烴混標液1mL，即加標量為1μg，進行6次獨立測定，求得平均加標回收率（R）及相對標準偏差（RSD）。由表2可見，16種多環芳烴在0.5～50μg/kg范圍內線性關系良好，r2值均在0.9970以上；16種多環芳烴的檢出限范圍0.07～0.2μg/kg，定量限達到0.2～0.5μg/kg；平均加標回收率為80%～101%，相對標準偏差范圍為1.2%～9.9%。氣質聯用法測定的參數均滿足GB/T27404要求，可以用于食用植物油中多環芳烴的檢測。

食品基質中多環芳烴的凈化，目前最流行的是固相萃取。對植物油而言，在提取過程中由于多環芳烴含量多數為痕量級，且具有脂溶性特征，因此，基質中的脂肪通常會與多環芳烴共同被提取出來，成為主要的檢測干擾物質。凝膠滲透色譜通過脂肪分子和多環芳烴分子量的差異而分離，本試驗凈化方法可以有效去除脂肪分子，同時可保留90%以上的待測物質多環芳烴。

對于多環芳烴的檢測，最常見的是液相色譜熒光法（HPLC-FLD）和氣質聯用法（GC-MS）。HPLC-FLD的好處在于方法簡便，不需要高值儀器，對能發射熒光的多環芳烴有較好的選擇性和靈敏度。和HPLC-FLD相比，GC-MS法優勢在于GC可以提供比HPLC更高的分離能力，MS可以提供更好的選擇性，同時還可以給出待測物質的結構信息。對于不能激發或只能激發較弱熒光的多環芳烴如萘、苊、二氫苊、芴等，檢測只能依賴于GC-MS方法。

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2.2SIM模式參數設置

通過SCAN模式獲得總離子流圖，根據保留時間和碎片離子將化合物分為8組（表1）。由于多環芳烴類化合物結構比較穩定，其特征離子多數為分子離子及其同位素離子。

2.3GPC凈化條件的建立與優化

采用分段收集建立GPC凈化方法：將標樣注入GPC，流動相以5mL/min流速沖洗，棄去最初10min的沖洗液，10～50min之間每2min收集1次，約10mL，搖勻后進氣質聯用儀分析，計算各多環芳烴累計回收率。以萘為例，由圖2可見，在第24～26min，萘開始從GPC分離柱中流出，至30min達到95.1%，后基本無流出。因此，綜合考慮16種多環芳烴的流出曲線，確定本試驗GPC的收集條件為：自24min開始收集流出液，直至30min，此時，脂肪等大分子物質和16種多環芳烴可以得到很好的分離。

2.4氣質聯用法參數測定

以各多環芳烴物質標準溶液濃度與對應的響應面面積繪制標準曲線，確定線性范圍，計算線性方程及線性相關系數；以3倍信號噪音比計算測定方法的檢出限（LOD），以10倍信號噪音比計算測定方法的定量限（LOQ）；對多環芳烴空白植物油添加1μg/mL多環芳烴混標液1mL，即加標量為1μg，進行6次獨立測定，求得平均加標回收率（R）及相對標準偏差（RSD）。由表2可見，16種多環芳烴在0.5～50μg/kg范圍內線性關系良好，r2值均在0.9970以上；16種多環芳烴的檢出限范圍0.07～0.2μg/kg，定量限達到0.2～0.5μg/kg；平均加標回收率為80%～101%，相對標準偏差范圍為1.2%～9.9%。氣質聯用法測定的參數均滿足GB/T27404要求，可以用于食用植物油中多環芳烴的檢測。

食品基質中多環芳烴的凈化，目前最流行的是固相萃取。對植物油而言，在提取過程中由于多環芳烴含量多數為痕量級，且具有脂溶性特征，因此，基質中的脂肪通常會與多環芳烴共同被提取出來，成為主要的檢測干擾物質。凝膠滲透色譜通過脂肪分子和多環芳烴分子量的差異而分離，本試驗凈化方法可以有效去除脂肪分子，同時可保留90%以上的待測物質多環芳烴。

對于多環芳烴的檢測，最常見的是液相色譜熒光法（HPLC-FLD）和氣質聯用法（GC-MS）。HPLC-FLD的好處在于方法簡便，不需要高值儀器，對能發射熒光的多環芳烴有較好的選擇性和靈敏度。和HPLC-FLD相比，GC-MS法優勢在于GC可以提供比HPLC更高的分離能力，MS可以提供更好的選擇性，同時還可以給出待測物質的結構信息。對于不能激發或只能激發較弱熒光的多環芳烴如萘、苊、二氫苊、芴等，檢測只能依賴于GC-MS方法。

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[10]張志瑋，馬永建，劉華良，等.江蘇省市售食用植物油中多環芳烴污染狀況分析[J].江蘇預防醫學，2012，23（5）：57-58.endprint