离子液体辅助萃取测定油脂中常见多环芳香烃

周鑫魁，吴永宝，洪 霞，钱滢文，邓丽娟，高志莹，刘 琦

(1.甘肃省商业科技研究所，兰州 730010； 2.甘肃中商食品质量检验检测有限公司，兰州 730010)

离子液体辅助萃取测定油脂中常见多环芳香烃

周鑫魁1，2，吴永宝1，2，洪 霞1，2，钱滢文1，2，邓丽娟1，2，高志莹1，2，刘 琦1，2

(1.甘肃省商业科技研究所，兰州 730010； 2.甘肃中商食品质量检验检测有限公司，兰州 730010)

以1，2-二(3′-苄基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸盐为辅助萃取剂，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和二甲基亚砜混合液作为载体和提取溶剂，提取油脂中常见的多环芳香烃，用碱性缓冲液净化杂质，经附带荧光检测器的高效液相色谱仪测定其含量。结果表明：目标物在0.5～50 ng/mL范围内呈现良好的线性关系，在1～50 ng/g加标量下，回收率在86.8%～92.5%之间，相对标准偏差在1.21%～2.54%之间。离子液体辅助萃取测定油脂中的常见多环芳香烃，可代替传统固相萃取法，操作方便，检测周期短，结果稳定，适用于批量化检测。

多环芳香烃；离子液体；二甲基亚砜；高效液相色谱；油脂

多环芳香烃(PAHs)是数量最多的一类致癌物，而且分布极广，食物、空气、土壤、水体及植物中都有存在。在食品加工过程中很容易产生多环芳香烃，例如油料作物在晾晒过程中很可能受到多环芳香烃污染，在浸出阶段温度过高可能产生多环芳香烃，在油料焙烤时也可能产生多环芳香烃。目前，由食品污染导致的疾病已成全世界最为广泛关注的食品安全问题[1-3]。而很多国家只将苯并(a)芘列为食品有害物质检测的重要指标。经过对大量油脂及肉制样品的检测发现，大部分样品中不仅含有苯并(a)芘，还含有萘、蒽、芘、苯并菲、二苯并蒽、苯并苝、苯并(e)芘、茚并芘等多环芳香烃化合物。上述物质均具有致癌性或者潜在致癌性。

已公开报道的文献中对多环芳香烃的检测方法主要有高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、气相色谱-质谱联用法[4-5]、薄层层析法、毛细管电泳分析法，其中以高效液相色谱法应用最为广泛[6-8]。该方法具有进样分析速度快，自动化程度高，测量重复性好等特点。在多环芳香烃的检测过程中，一般以正己烷或环己烷为溶剂，采用索氏提取、超声辅助萃取、超临界流体萃取、微波辅助萃取[9-11]、加速溶剂萃取[12]等方式将目标物从样品中提取出来，再用固相萃取方式净化杂质，操作步骤烦琐，分析周期长，稳定性不高，尤其是对于轻质多环芳香烃回收率小于80%，而且回收率结果很不稳定(RSD>5%)，不适用大批样品的处理。所以建立一种稳定的高回收率的样品处理方法很有必要。

离子液体是由有机阳离子和无机阴离子组成的室温熔融盐体系。可以根据需要被人为地设计合成为很多特殊结构。根据离子液体的特点，被广泛应用在分离、合成、催化等方面[13-14]。但如何将离子液体应用在多环芳香烃的检测中，尚未见报道。其中咪唑类离子液体常被用于萃取和富集苯及苯的衍生物等。但是咪唑环共轭程度较低，对多环芳香烃类物质吸附效果不够理想。而苯并咪唑类离子液体具有很强的共轭性，可以吸附高共轭性的物质，但苯并咪唑类离子液体室温下为白色固体[15]，不能有效地提取油脂样品中的多环芳香烃。综合上述原因，选择将苯并咪唑类离子液体和咪唑类离子液体按一定比例混合使用，既满足液体的流动性，也满足对多环芳香烃的吸附性。本文在此基础上建立了离子液体辅助萃取测定油脂中多环芳香烃的方法，为油脂中的多环芳香烃检测提供方法参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

二甲基亚砜，分析纯，Sigma公司；萘、蒽、芘、苯并菲、二苯并蒽、苯并苝、苯并(e)芘、苯并(a)芘、茚并芘标准品，均购于Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；乙腈，色谱纯，北京百灵威科技有限公司；1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，参考文献[13]本实验室自主合成；1，2-二(3′-苄基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸盐，参考文献[15]本实验室自主合成；1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐，参考文献[13]本实验室自主合成；油脂样品，粮油市场及超市随机大量采样所得。

RX-Ⅱ离心机；岛津20A高效液相色谱仪，岛津企业管理中国有限公司；DHG-9073BS-Ⅱ电热恒温干燥箱；普利赛斯XB220电子天平。

1.2 实验方法

1.2.1 试剂准备

分别称取1，2-二(3′-苄基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸盐1.00 g和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐49.00 g，置于鸡心瓶中，加入100 mL乙腈，摇匀，充分溶解，50℃旋转蒸发30 min，去除乙腈，得到无色透明黏稠的液体，为混合型离子液体，备用；称取磷酸氢二钠1.0 g于100 mL容量瓶中，加水溶解，用1%氢氧化钠调节pH为9，得到磷酸盐缓冲液，备用。

1.2.2 样品处理

称取油脂样品1.00 g于离心管中，加入3 mL二甲基亚砜，1.00 mL混合型离子液体。涡旋提取2 min 后，8 000 r/min离心5 min，液体分层，上层为油脂样品，下层为混合型离子液体与二甲基亚砜混合溶液，弃去上层的油脂，向下层加入50 mL磷酸盐缓冲液，涡旋提取1 min后，8 000 r/min离心5 min，液体分层，取下层混合离子液体层，过0.22 μm尼龙滤膜后进入液相色谱仪测定。

1.2.3 色谱条件

色谱柱：岛津ODS-SP柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流动相：超纯水-乙腈-1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐(体积比为20∶80∶0.5)，流速1.0 mL/min；柱温35.0℃；0～6 min，荧光激发波长284 nm，荧光发射波长306 nm；6～16 min，荧光激发波长384 nm，荧光发射波长406 nm；进样量20 μL。

1.2.4 标准溶液配制

用混合型离子液体为溶剂配制萘、蒽、芘、苯并菲、二苯并蒽、苯并苝、苯并(e)芘、苯并(a)芘、茚并芘混合标准系列溶液，其中上述多环芳香烃质量浓度在0.5～50.0 ng/mL范围内，在附带荧光检测器的高效液相色谱仪中进行测定，得到各多环芳香烃标准曲线。

2 结果与分析

2.1 流动相选择及分离效果

将油脂样品按照1.2.2方法处理，按1.2.3色谱条件进行检测，得到相应液相色谱图，如图1所示。由图1可知，在该色谱条件下，9种多环芳香烃之间有良好的分离度，而且分析周期在16 min以内。在已报道使用的乙腈和水的传统流动相中加入1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐，增加流动相对多环芳香烃的溶解性，可以减少色谱峰拖尾现象，让峰型更对称。实验结果说明该色谱条件能完全满足9种多环芳香烃的检测。

图1 9种多环芳香烃液相色谱图

2.2 提取溶剂及缓冲盐的选择

二甲基亚砜可以作为多环芳香烃类提取溶剂，但同时会溶解一些酚类、醇类、芳香羧酸类和极性较大物质的杂质，可能会干扰目标物的色谱峰形状。而混合型离子液体在一定的pH环境中对多环芳香烃类物质有良好的富集作用，对酚类、醇类、芳香羧酸类和极性较大的物质却不产生吸附，但缺点是黏度很大。在提取油脂样品时，样品黏度很大，两种物质混合提取时，接触面积有限，不利于提取的进行。所以将离子液体与二甲基亚砜混合使用，提取油脂中的多环芳香烃，再用pH为9的磷酸盐缓冲液洗涤离子液体与二甲基亚砜的混合液，除去酚类、芳香羧酸类和极性较大的物质，达到净化的效果。最后利用多环芳香烃的荧光特性，经过高效液相色谱仪，检测并计算出样品中多环芳香烃的含量。

2.3 回收率实验

通过对实际油脂样品做3个水平加标回收实验，每个水平做6组平行；加标量、平均回收率及RSD如表1所示。由表1可知，该方法回收率高，9种多环芳香烃回收率在86.8%～92.5%之间，结果稳定，RSD为1.21%～2.54%，小于3.0%，重现性好。这样良好的结果基于混合型离子液体对9种多环芳香烃富集率高，而且富集倍数稳定的特点。混合型离子液体之所以有这样的特点，是因为1，2-二(3-苄基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸盐的阳离子有很强的共轭性，对同样具有高共轭性的多环芳香烃可以产生强烈吸附，而对极性较大的物质，如无机盐类、有机酚盐类、羧酸盐类并不产生吸附。

表1 加标回收率实验结果(n=6)

2.4 线性回归方程、相关系数及检出限实验

以3倍信噪比对应的目标物最低响应浓度为仪器最低检出限，根据稀释倍数计算方法检出限。该实验方法稀释倍数为1，所以方法检出限与仪器检出限数值相同。各多环芳香烃线性回归方程、相关系数及检出限如表2所示。由表2可知，9种多环芳香烃质量浓度在0.5～50.0 ng/mL之间均呈现良好线性关系，也可以根据所检测油脂中多环芳香烃具体含量调整线性范围。由于每种物质荧光强度不同，仪器对其的最低检出限也有所差异。实验结果表明该方法适合痕量目标物的测定。

表2 各组分线性回归方程、相关系数及检出限

2.5 实际样品适用性实验

在市场及超市随机抽取30份食用油样品，其中菜籽油6份，胡麻油6份，花生油5份，大豆油5份，橄榄油4份，花椒籽油2份，亚麻籽油2份。按照1.2.2 方法处理、1.2.3方法检测其中多环芳香烃含量。样品中萘、苯并(a)芘、苯并(e)芘含量较多，在0.5～35.0 ng/g范围内，其中3个样品中苯并(a)芘含量超过国家标准限量10 ng/g；蒽、苯并苝、茚并芘含量次之，在0.3～3.0 ng/g范围内；苯并菲、芘、二苯并蒽含量最少，在0.2～1.0 ng/g范围内。在以上样品中菜籽油、胡麻油中9种多环芳香烃总含量较高；花椒籽油、亚麻籽油中总含量次之；花生油、大豆油中总含量较低；橄榄油中总含量最低。

3 结 论

本方法利用二甲基亚砜和离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1，2-二(3′-苄基苯并咪唑基)乙烷六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐具有高共轭性、高富集的特性，以液-液分散萃取的方式将油脂样品中9种多环芳香烃富集在离子液体中，再利用离子液体在不同pH环境中可以选择性吸附特定物质的特点，净化样品中酚类、芳香羧酸类和极性较大的物质，最后通过附带荧光检测器的高效液相色谱仪测定其含量。该方法可代替传统的固相萃取技术，9种多环芳香烃回收率均稳定，克服了固相萃取小柱净化法对轻质多环芳香烃回收率不高且不稳定的缺点，而且操作较固相萃取更简便，更省时，符合大批量样品的快速检测要求。

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Determination of common polycyclic aromatic hydrocarbons in oils by ionic liquids-assisted extraction

ZHOU Xinkui1，2， WU Yongbao1，2， HONG Xia1，2， QIAN Yingwen1，2， DENG Lijuan1，2， GAO Zhiying1，2， LIU Qi1，2

(1.Gansu Institute of Business and Technology， Lanzhou 730010， China; 2.Gansu Zhongshang Food Quality Test and Detection Co.， Ltd.， Lanzhou 730010， China)

With 1，2-bis (3′-benzyl benzimidazole-yl) ethane hexafluorophosphate as auxiliary extraction agents， 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate and dimethyl sulfoxide mixture as carrier and extraction solvent， common polycyclic aromatic hydrocarbons in oils were extracted. The impurities were removed by alkaline buffer and the contents of common polycyclic aromatic hydrocarbons were determined by high performance liquid chromatography with fluorescence detector. The results showed that the object showed a good linear relationship in the range of 0.5-50 ng/mL. The recovery rates were 86.8%-92.5% with dosage of standard 1-50 ng/g and the relative standard deviations were 1.21%-2.54%. The method of determination of common polycyclic aromatic hydrocarbons in oils by ionic liquids-assisted extraction could replace the method of traditional solid-phase extraction. The method had advantages of easy operation， short test cycle and stable result， and it was suitable for batch determination.

polycyclic aromatic hydrocarbons; ionic liquids; dimethyl sulfoxide; high performance liquid chromatography; oil

2016-08-24；

2016-12-28

甘肃省科技计划资助(1504WKCA094，1309RTSA025，1009FTGA018，1505JTCA017)

周鑫魁(1986)，男，工程师，硕士，研究方向为有机合成及食品检测(E-mail)664258985@qq.com。

吴永宝，工程师，硕士 (E-mail)654725572@qq.com。

TS225.1;TS201.6

A

1003-7969(2017)04-0081-04