多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)和塑化剂(PAEs)都是具有亲脂性且易远距离迁移的持久性有机污染物,均具有一定的致癌、致畸和致突变作用,是环境和食品较为关注的污染物,世界各国也对这些化合物制定了严格的限量要求。这3 类化合物含量水平已成为评价食用油质量安全的重要指标,因此,建立一种高通量快速分析测定市售食用油中3 类污染物含量的方法尤为重要。
目前,国内外对食用油中污染物的研究虽已较多,但都是单独分析其中一类,鲜见有同时检测这3 类污染物的报道。在结构上,PAHs、PCBs和PAEs这3 类物质母体均为苯环,有类似结构(图1),中国肉类食品综合研究中心的孟维一、古瑾和马燕红*等人通过本实验旨在建立一种同时检测这3 类污染物的高通量方法。采用超声辅助和固相萃取(SPE)柱对样品提取和净化,建立气相色谱-三重四极杆串联质谱法高通量同时测定食用油中的18 种邻苯二甲酸酯类PAEs、16 种PAHs和7 种PCBs的检测方法,为3 类污染物的检测和食用油加工过程质量控制提供参考。
1. 前处理条件的优化
1.1 提取溶剂的选择
实验对比了2 mL乙腈、2 mL乙腈饱和正己烷、2 mL正己烷饱和乙腈对萃取效果的影响,平行3 次实验。由图2可知,在只用乙腈作萃取溶剂时,一些PAHs和少部分PAEs的回收率都低于60%,萘的回收率最低,只有35%,这是因为在油脂的基质中,干扰物质有很多,只用乙腈提取时油脂与乙腈不相溶,油脂并没有完全溶解,不能很好地将邻苯二甲酸酯和PAHs完全提取出来。当用乙腈饱和正己烷作萃取溶剂进行提取时,绝大部分组分的回收率均提高。当用正己烷饱和乙腈作萃取溶剂时,各组分的回收率基本均达到最高。最终选取2 mL正己烷饱和乙腈作为萃取溶剂。
1.2 超声辅助萃取时间的优化
在称样量0.5 g、加入2 mL正己烷饱和乙腈萃取剂、涡旋1 min的条件下,考察10、15、20 min 3 个超声萃取时间的影响,平行3 次实验。结果显示,超声时间为10 min时一些物质的回收率较低。超声时间为15 min和20 min时,各组分的回收率差别不大。因此,为减少耗时,最终选择超声辅助萃取时间为15 min。
1.3 净化方法的优化
结果显示,超低温冷冻除脂虽然操作简单,试剂用量小,也可有效地除脂,但并不能除去基质中的杂质和大分子物质,被测物质的回收率普遍偏低。QuEChERS法的净化效果和SPE柱净化效果相当,但其空白对照组检测出更多的PAHs和邻苯二甲酸酯,影响测定的准确性。SPE柱净化法净化效果好、回收率高。因此,最终选择SPE柱净化为前处理的净化方法。
2. 气相色谱-串联质谱条件优化
本研究将国标中给出的选择离子作为所要检测的41 种化合物的母离子,碰撞能量在5~50 eV的范围内,以每5 eV的大小进行递增的方式进行自动优化。最终确定了SRM模式扫描条件,并且得到SRM模式下的色谱图,如图5所示。
3. 线性范围和检出限
以峰面积对相应物质的质量浓度进行线性回归,以3 倍信噪比确定各目标化合物的方法检出限,其线性范围、线性方程、相关系数及方法检出限结果显示,检出限均不大于2 μg/kg(除DINP外)。
4. 方法精密度和回收率
以大豆油作为空白样品基质,得到低、中、高3 个加标水平的样品,由于邻苯二甲酸酯与PAHs、PCBs的响应值相差较大,因此邻苯二甲酸酯类物质的加标量高、中、低质量浓度为0.1、0.5、1 mg/kg;PAHs与PCBs的加标量高、中、低质量浓度为2、10、20 μg/kg。经提取净化后进行添加回收实验,平行测定6 次。
结果显示,41 种化合物的高质量浓度水平回收率在68.2%~123.8%之间,相对标准偏差为1.1%~12.3%;中质量浓度水平回收率在62.7%~125.5%之间,相对标准偏差为1.3%~12.7%;低质量浓度水平回收率在65.3%~128.3%之间,相对标准偏差为1.4%~13.6%。
5. 实际样品分析结果
应用所建立的方法对超市里随机抽取的玉米油、大豆油和芝麻油进行检测分析,如图6所示。结果表明,被测油样中邻苯二甲酸酯、PAHs和PCBs这3 类物质均未检出或未超标。
结 论
以气相色谱-三重四极杆串联质谱同时测定食用油中的18 种邻苯二甲酸酯、16 种PAHs和7 种PCBs,通过对萃取溶剂、超声时间和净化方法的优化,使得食用油样品仅需一次提取和净化,即可采用气相色谱-串联质谱对41 种化合物进行同时测定。在优化实验条件下,方法灵敏度较高,目标化合物的回收率高,方法的精密度和准确性良好,能够满足实际应用的需要。所建立的方法可以满足食用油中3 类污染物同时测定的分析要求。该方法有效、快速,大大节省了检测成本和检测时间,可为食用油的质量安全监管提供便利。
本文《气相色谱-串联质谱法高通量检测食用油中3 类污染物》来源于《食品科学》2020年41卷4期300-306页,作者:孟维一,古瑾,姜锐,张晴,赵文涛,马燕红,赵奕昕,李莹莹,郭文萍。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20181019-212。
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修改/编辑:袁月;责任编辑:张睿梅
图片来源于百度图片及文章原文
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