不同色譜柱檢測植物油中脂肪酸組成條件優化*

周 洲 張穎霞 杜 娟 楊曉磊 李 紅

(1 中儲糧油脂有限公司 100043) (2 中儲糧鎮江糧油質量檢測中心有限公司 224100) (3 中央儲備糧鎮江直屬庫有限公司 224100)

脂肪酸組成是油脂的特征指標之一，是植物油常見的檢測項目[1]。目前主要檢測依據是GB5009.168-2016《食品安全國家標準食品中脂肪酸的測定》，該標準有3種方法，油脂脂肪酸組成檢測一般采用第三法——歸一化法。該標準給出了色譜參考條件，參考條件中規定了所用的毛細管色譜柱為：柱長100 m，內徑0.25 mm，膜厚0.2 μm，固定相為聚二丙基硅氧烷，但沒有規定強極性固定相的比例，實驗室現有的3根強極性色譜柱的固定相與標準要求略有差異，使用這3種色譜柱分離37種脂肪酸甲酯混標，并以相鄰2個脂肪酸甲酯色譜峰能完全分離(分離度大于1.5)為目標[2]，優化色譜柱溫條件，得到的色譜柱溫條件使用已知脂肪酸含量的油脂對其進行結果準確性驗證，以期為不同強極性色譜柱檢測脂肪酸條件選擇提供優化的思路，供相關人員參考。

1 材料與方法

1.1 試劑、材料與儀器

試劑：異辛烷、甲醇：色譜純(默克)，硫酸氫鈉、氫氧化鉀、無水硫酸鈉:分析純；37種脂肪酸甲酯混標(安譜)，菜籽油脂肪酸質控樣品(FATACID-JTZK-01)，三種不同固定相的強極性色譜柱：①色譜柱HP-88：(88%-氰丙基)芳基-聚硅氧烷固定相，柱長100 m，內徑0.25 mm，膜厚0.2 μm(美國產)；②色譜柱CP-SIL 88：高取代氰丙基固定相，柱長100 m，內徑0.25 mm，膜厚0.2 μm(美國產)；③色譜柱MEGA-10：100%氰丙基聚硅氧烷固定相，柱長100 m，內徑0.25 mm，膜厚0.2 μm(意大利產)。

儀器：具有氫火焰離子檢測器氣相色譜儀(美國產)。

1.2 方法

1.2.1 油脂樣品甲酯化 2 mol/L氫氧化鉀甲醇溶液：稱取13.1 g氫氧化鉀溶于100 mL無水甲醇中，加入無水硫酸鈉過濾。

稱取60 mg油脂樣品，加入4 mL異辛烷渦旋30 s溶解，加入200 μL上述氫氧化鉀甲醇溶液渦旋1 min后靜置至澄清，加入1 g硫酸氫鈉渦旋30 s中和氫氧化鉀，靜置澄清，取上清液過0.22 μm有機相濾膜過濾后進氣相色譜[3]。

1.2.2 色譜條件 進樣口溫度：270℃；分流比：100∶1；進樣體積：1 μL；檢測器溫度：280℃；檢測器輔助氣氫氣流速：30 mL/min，空氣流速：300 mL/min；載氣：氮氣。

柱溫：程序升溫先設置依據GB 5009.168-2016條件，如下：初始溫度100℃，保持13 min；100℃→180℃，升溫速率10℃/min，保持6 min；180℃→200℃，升溫速率1℃/min，保持20 min；200℃→230℃，升溫速率4℃/min，保持10.5 min。3種不同的色譜柱根據初始條件的分離情況進行適當調整優化。

2 結果與分析

2.1 HP-88柱溫條件優化結果

通過對程序升溫條件的優化，HP-88柱最終的柱溫條件為：100℃保持4 min，12℃/min升溫至180℃保持6 min，1℃/min升溫至200℃保持15 min，8℃/min升溫至230℃保持6 min。37種脂肪酸甲酯混標分離效果圖譜見圖1，各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時間及峰寬見表1。當分離度R<1時，兩峰有部分重疊，當1.0≤R<1.5時，分離度達到98%，色譜峰基本分離;當R≥1.5時，分離度可達99.7%，色譜峰完全分離[4]。經計算相鄰兩個峰的分離度最小值為2.1，均大于1.5，說明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離；完成所有組分的出峰分離時間約為61 min。

圖1 HP-88柱溫條件優化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

標準推薦的色譜柱固定相為聚二氰丙基硅氧烷強極性固定相，參考柱溫條件下完成所有組分的出峰分離時間約為82 min，HP-88色譜柱固定相為(88%-氰丙基)芳基-聚硅氧烷，極性比標準參考略小，但改變柱溫、升溫程序以及升溫速度等條件，可以改善混合標準品分離度[5-6]，提前開始升溫使分子量比較小的加快出峰，升溫速率也適當增加，圖中顯示的各組分之間的分離度也是能滿足要求的。

表1 HP-88分離37種脂肪酸甲酯分離情況

2.2 CP-Sil 88柱溫條件優化結果

通過對程序升溫條件的優化，CP-Sil 88柱最終的柱溫條件為：100℃保持4 min，12℃/min升溫至190℃保持6 min，2℃/min升溫至210℃保持5 min，12℃/min升溫至190℃保持10 min，8℃/min升溫至230℃保持3 min。37種脂肪酸甲酯混標分離效果圖譜見圖2，各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時間及峰寬見表2，經計算相鄰的兩個峰的分離度最小值為2.5，均大于1.5，說明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離；完成所有組分的分離出峰時間約為59 min。

圖2 CP-Sil 88柱溫條件優化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

與HP-88色譜柱比較類似，CP-Sil 88并非100%純強極性固定相，但對于脂肪酸具有極好分離效果，幾種常見的順反異構體都能較好的分離，檢測時間相對于標準參考條件的也縮短很多，但C20:1、C22:1和C24:0的出峰順序稍有差別。脂肪酸檢測耗時較長，實驗結果不僅要考慮是否得到較好的分離，檢測時長、分離度等因素也是需要考慮的因素[7-8]。

2.3 MEGA-10柱溫條件優化結果

通過對程序升溫條件的優化，MEGA-10柱最終的柱溫條件為：100℃保持4 min，12℃/min升溫至190℃保持6 min，2℃/min升溫至210℃保持5 min，12℃/min升溫至190℃保持10 min，8℃/min升溫至230℃保持3 min。37種脂肪酸甲酯混標分離效果圖譜見圖3，各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時間及峰寬見表3，經計算相鄰的兩個峰的分離度最小值為2.3，均大于1.5，說明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離；完成所有組分的分離出峰時間約為50 min。

表2 CP-Sil 88分離37種脂肪酸甲酯分離情況

圖3 MEGA-10柱溫條件優化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

表3 MEGA-10分離37種脂肪酸甲酯分離情況

MEGA-10色譜柱固定相為100%氰丙基聚硅氧烷，相比前兩種色譜柱固定相的極性更強一些，對37種脂肪酸甲酯這種復雜組分分離效果更好[9]，選擇的柱溫升溫條件與CP-Sil 88一致，全部組分完成分析的時間是本研究使用的3種色譜柱種最短的，比標準參照條件減少約30 min，有效提升了分析效率；另外MEGA-10色譜柱相比前兩種色譜柱，使用成本方面還有一定的優勢。

2.4 植物油樣品測定

為進一步驗證柱溫條件優化的效果，選取一已知結果的菜籽油質控樣品，分別采用HP-88、CP-Sil 88、MEGA-10三種不同的色譜柱進行檢測分析，主要脂肪酸結果與標準值進行比較，如表4。

由表4可以看出，HP-88色譜柱檢測結果與標準值的相對差值在-4.3%～2.0%，CP-SIL 88色譜柱檢測結果與標準值的相對差值在-1.1%～5.5%，MEGA-10色譜柱檢測結果與標準值的相對差值在-1.5%～7.1%，均符合GB 5009.168-2016中在重復性條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不得超過算術平均值的10%的精密度要求，代入質控樣計算Z值結果均小于2，說明3種色譜柱均能準確檢測脂肪酸，方法有效[10]。

3 結論

按照GB 5009.168-2016的基礎條件，選擇HP-88、CP-Sil 88和MEGA-10強極性固定相色譜柱分離37種脂肪酸甲酯，雖然不同色譜柱本身的固定相不同，但均為強極性色譜柱且極性相似。通過對柱溫條件的優化，使各脂肪酸甲酯色譜峰都能完全分離，分離度最小為2.1，均能滿足完全分離的分析要求，分析時間相比標準中參考圖譜都有一定程度的減少，有利于提升分析效率。CP-Sil 88分析個別脂肪酸甲酯的出峰順序與其他兩種色譜柱略有區別，使用3種色譜柱對菜籽油質控樣品進行分析，不同脂肪酸甲酯檢測結果與證書標準值差率最大分別為7.1%，能滿足方法對于精密度的要求。本研究采用的3種品牌的色譜柱，通過對柱溫條件優化，得出相對較好的分析條件、出峰順序以及指紋圖譜，可供其他使用者在進行植物油脂肪酸組成檢測時參考。

表4 不同色譜柱檢測脂肪酸質控樣品結果比較 (單位：%)