油脂中多环芳烃检测前处理方法研究进展

赵建勇，范莉梅，任水英

(中国农副产品检测中心(新疆)，新疆　乌鲁木齐　830011)



油脂中多环芳烃检测前处理方法研究进展

赵建勇，范莉梅，任水英

(中国农副产品检测中心(新疆)，新疆乌鲁木齐830011)

综述了动植物油脂中多环芳烃分析中常用的前处理方法，传统的样品前处理方法包括提取(液液萃取、咖啡因络合提取、皂化提取)、净化(柱色谱净化、薄层色谱净化、固相萃取净化)，步骤繁琐，费时费力，消耗溶剂多，因此新引入的凝胶色谱净化(GPC)系统及超临界萃取得到了快速的发展，两者均将提取、净化二合一，具有良好的应用前景。

动植物油脂；多环芳烃；前处理方法

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)，是一类强致癌物质，同时还有致畸性、致突变性[1]，主要来源于有机化合物的不完全燃烧和一些地质化学过程[2]。高温下，有机化合物裂解成小的不稳定的碎片，主要是自由基，重新结合成相对稳定的多环芳烃。由于多环芳烃在环境中分布广泛及其脂溶性好，食用动植物油脂中也被严重污染，有研究证实，通过油脂的摄入是人体摄入多环芳烃最主要的途径[3]。因此，动植物油脂中多环芳烃的检测有着重要的意义。

目前，油脂中多环芳烃的检测主要采用液相色谱(配有紫外-可见检测器[4]或荧光检测器[5])和气相色谱法(配有火焰离子化检测[6]器或质谱检测器[7])，由于油脂中含有大量的饱和、不饱和脂肪酸，若分离净化效果不好，不但影响分析结果，也给分析色谱柱造成不可修复的损坏，因此多环芳烃的检测前处理方法一直备受研究者的关注。传统的多环芳烃的检测中，前处理方法主要包括提取、净化两个步骤。

1　提　取

将多环芳烃选择性地从样品中提取出来，是动植物油脂中多环芳烃检测的关键环节。常用的传统方法有：液液分离，咖啡因络合提取及皂化提取。

液液萃取法：将样品溶解在有机试剂如环己烷中，多环芳烃采用二甲基甲酰胺(DMF)(DMF:H2O=9:1)[8]或二甲基亚砜(DMSO)萃取，大部分脂类物质(主要由甘油三酯组成)仍停留在有机相中。为了改变PAHs在两相中的分配系数，并将PAHs重新溶解进易挥发的环己烷中，提取液采用水稀释，这个过程可将残留物的质量减少为原来的10%。

咖啡因络合提取法[9]：一些研究者利用多环芳烃可以和咖啡因形成络合物这一现象，提出了一种相对快速的检测油脂中多环芳烃的方法：将样品溶解在环己烷中，剧烈振荡，用咖啡因-甲酸溶液提取多环芳烃。用2%NaCl水溶液解离后，再用环己烷提取。

皂化提取法[10]：皂化法可将PAH组分富集到一个较大的浓度。油脂样品可通过KOH的乙醇溶液在回流条件下皂化，但至少需要40 min的时间。一些研究者指出，苛刻的碱液处理条件可能会对稳定的多环芳烃产生影响。

Moret比较了皂化、咖啡因络合、液液萃取三种提取方法在检测橄榄油样品中多环芳烃的提取效率。橄榄油中角鲨烯含量较高，占不皂化物的50%，并可与多环芳烃同时从小柱上流出，尤其对分子量较大的多环芳烃产生干扰。结果表明：三种方法在纯化效率及除去角鲨烯的能力方面均有差别。其中，皂化法角鲨烯残留严重，需另加净化步骤；液液萃取法具有较好的净化能力，角鲨烯残留量较少。

2　净　化

上文提到的提取方法中，提取液中除含有多环芳烃外，都不可避免地含有大量的干扰物质，因此在进行仪器分析之前需要进一步净化。常用的净化方法有薄层色谱和柱色谱及固相萃取法。

柱色谱中，采用不同的物质如硅胶、铝、沸石、羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)等进行填柱。其中，15%水灭活的硅胶柱应用最广泛，既可单独使用，也可与其它填料柱结合使用。上样后，净化柱采用环己烷洗脱，第一部分流出组分包含更多的非极性物质(烷烃)，多环芳烃类组分被收集；有色物质及极性更强的物质残留在净化柱上。这种净化柱的制备费时。溶剂消耗量大，结果重复性差。

一些研究者评价了采用SPE硅胶柱代替自充填硅胶柱的净化效果，油脂加标样品结果显示：两种净化柱检测结果相似，但SPE柱得到的回收率较高，RSDs较小；更重要的是，SPE柱节约时间和溶剂。

3　新引入的样品前处理方法

GPC净化系统原理为体积排阻色谱，可根据样品中各组分分子质量的不同将其分离，分子质量大的组分先流出，分子质量越小的组分越容易被凝胶颗粒中的孔洞所阻滞，流出越慢。GPC被作为前处理方法使用后，被广泛应用于油脂中各组分的检测。Sánchez等[11]用GPC净化橄榄油脂样品，建立了同时检测油脂中26种农药GC-MS/MS方法，该方法灵敏度高，应用性好。Qian等[12]建立了GPC-GC-MS/MS法检测植物油脂中玉米赤霉烯酮及其5种衍生物，结果表明，该方法简单、方便且灵敏度高。Niu等[13]建立了同时检测植物油中双酚A、辛基酚、壬基酚的GPC-GC-MS/MS检测方法，结果表明该方法回收率高、重复性好、操作简单。由于油脂中主要成分甘油三酯的分子量一般在800～1000之间，远远大于多环芳烃的相对分子质量，因此可用GPC前处理系统将多环芳烃从甘油三酯等基质中分离出来。Nerin等[4]采用GPC系统提取，建立了工业费油中16种多环芳烃的HPLC-UV检测方法，净化效果好，回收率高；

近年来，超临界萃取逐渐被认可，可作为代替传统的溶剂萃取方法。超临界萃取深受欢迎主要是因为该方法可以选择性提取，无需进一步净化。众所周知，SFE的选择性提取及净化取决于待测组分的极性范围。超临界CO2不但可溶解多环芳烃同时也可溶解样品。一些研究者推出了一种SFE提取、GC-MS定量的检测多环芳烃的方法：在样品中加入C18吸附剂并一起放入超临界室内，脂类物质则保留在C18微球上，该方法回收率在94%～100%内。Lage Yusty等[14]以SFE为分离净化技术，建立了植物油中8种多环芳烃HPLC-FLD检测方法，该方法简单、安全，可用于植物油中多环芳烃的安全评价；Han等[15]以多壁碳纳米管为吸附剂，采用SFE-GC-MS法分离检测了16种代表性的多环芳烃和15种典型的氮基、氧基、烷基衍生物。

GPC净化系统及超临界萃取法可将萃取、净化结合起来，方法简单快速，易于操作，回收率高、重复性好，可能成为前处理方法的主要趋势，有着良好的应用前景。

4　结　语

食用动植物油脂中的多环芳烃分析方法中，传统的样品前处理方法已不能满足快速检测的需要。液液萃取，尤其是易乳化的样品，重复性较差。另外，净化方法消耗溶剂多，用时较长，为此，为了实现较低的检出限，需将提取液浓缩，然而，也将杂质进行了浓缩。

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[15]Han Y,Ren L,Xu K,et al.Supercritical fluid extraction with carbon nanotubes as a solid collection trap for the analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons and their derivatives[J].Journal of chromatography A,2015,1395:1-6.

Development of Sample Preparation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Edible Fats and Oils

ZHAO Jian-yong,FAN Li-mei,REN Shui-ying

(National Quality Supervision Test Center of Agricultural Byproducts (Xinjiang),Xinjiang Urumqi 830004,China)

The sample preparation of analytical methods for polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) determination in oils and fats was reviewed.Traditional sample preparation relied on tedious,time-consuming procedures.They generally consisted of an extraction step (liquid-liquid partition,caffeine complexation,saponification) followed by one or more purification procedures (column chromatography,thin-layer chromatography,solid-phase extraction).Therefore,the new introduced gel permeation chromatography (GPC) system and supercritical fluid extraction (SFE) were developed rapidly.The two methods allow performing both extraction and clean-up in one combined step and have a promising application.

oils and fats; polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH); sample preparation method

赵建勇(1973-)，男，工程师，主要从事食品检测工作。

TS207.3

A

1001-9677(2016)011-0042-03