DEGS毛细管色谱柱的研制及其在食用植物油鉴别中的应用

苗兴静 秦金平 蒋长宏

（南京工业大学化学化工学院，江苏 南京 210009）

DEGS毛细管色谱柱的研制及其在食用植物油鉴别中的应用

苗兴静 秦金平 蒋长宏

（南京工业大学化学化工学院，江苏 南京 210009）

采用静态法研制DEGS交联毛细管色谱柱，研究其分离性能，并建立一种测定食用植物油中各种脂肪酸的组成与含量的方法，进而应用于食用植物油掺假的鉴别中。结果表明，最佳测定条件为最高温度250℃，线速度11～13cm/s。此法与填充柱法测定脂肪酸比较，测定的脂肪酸种类更多，出峰时间更快，油酸和硬脂酸分离度更高。

DEGS毛细色谱柱；食用植物油；掺假；气相色谱

近年来在利益驱动下，少数不法商贩在食用植物油的生产和销售过程中以次充好，或掺杂掺假，损害消费者利益。食用植物油的掺假鉴别方法是近年来广大专业人员研究的重要方向，目前已有相关检测国标（GB 5539——85《油脂定性试验》），该方法是利用物理化学反应来鉴别食用油的掺杂，但该鉴别方法步骤繁多且工作量很大［1］。气相色谱法是一种分析速度快和分离效率高的分离分析方法，它可以定性和定量分析食用油中特定脂肪酸。目前对食用油鉴别测定方面的研究通常都采用二乙二醇丁二酸聚酯（DEGS）填充柱［1－2］来测定，但其柱效有限而且出峰时间太长。也有人［3］用FFAP毛细管柱来测定，但硬脂酸、油酸等组分往往难以彻底分离。DEGS是一极性较强的固定液，其在弹性石英毛细管管内的涂渍，特别是用过氧化异丙苯（DCUP）交联剂交联，目前国内外均未见报道。曾昭睿等［4］在石英毛细管上，用偶氮特丁烷（ATB）引发交联，成功地涂渍了DEGS，但现在还没有市售的DEGS毛细管色谱柱。本试验采用过氧化异丙苯（DCUP）为引发剂研制DEGS毛细管交联色谱柱，并对其分离性能，即最高使用温度和不同物质最佳使用线速度进行研究，还应用该方法对掺假食用油进行检测。

1 试验材料

1.1 仪器

气相色谱仪：SP6890，山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司；

色谱工作站：JS3050，大连江申分离科学技术公司；

氢火焰离子化检测器：FID，山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司；

石英毛细管空柱：内径为0.32mm，邯郸市鑫诺光纤色谱有限公司。

1.2 试剂与材料

丙酮，二氯甲烷，过氧化异丙苯，正辛醇，萘，硝基苯，间甲基苯胺，苯甲酸乙酯，邻甲酚，石油醚，甲醇，氢氧化钾：均为分析纯；

DEGS固定液：美国Chrompack公司；

豆油，玉米油，芝麻油，调和油，葵花籽油，菜籽油：均为市售；

橄榄油：市售，产地意大利。

2 方法

2.1 静态法制备DEGS交联石英毛细管色谱柱

（1）将石英毛细管空柱用丙酮清洗干净，250℃烘干后用超细载体正反处理2遍制成SCOT柱，用氮气300℃吹干后待用。

（2）用二氯甲烷溶剂配制一定浓度的DEGS溶液，加入少许交联剂，超声波处理20min后，用氮气压入处理好的毛细管内，尾端用胶封住。

（3）放入恒温水浴（25℃）中，真空脱溶。

（4）将脱溶后的毛细管色谱柱在40℃用氮气吹干，两端封住，在180℃下交联反应2h。

（5）将毛细管接到色谱仪气路中，通入氮气依次在110～300℃ 下各老化250min后，分别测各老化温度下此毛细色谱柱柱效。

2.2 色谱条件

气相色谱仪，氢火焰离子化检测器（FID），自制DEGS石英毛细管色谱柱（0.32mm ×30m ×0.35μm）；汽化室温度220℃，检测器温度220℃，柱温130℃，载气为N2，流量0.03MPa，检测器氢气流量30mL/min，空气流量300mL/min，尾吹气（N2）25mL/min，分流比200～1，进样量0.1μL。

2.3 柱子的耐温性能

不同的老化温度，测出的色谱柱柱效也会不同。老化温度偏低，最高使用温度也偏低，毛细管柱测定物质的范围会偏窄；老化温度偏高，固定液流失，柱效降低。

按照2.2色谱条件操作，以正辛醇，萘的氯仿溶液为检测样品，分别测出不同老化温度下正辛醇、萘的保留时间tr1，tr2和死时间t0平行测定5次。根据式（1）计算出正辛醇，萘的平均容量因子k1，k2。以老化温度为横坐标，以正辛醇，萘的平均容量因子为纵坐标绘制工作曲线（见图1）。由图1可知，DEGS毛细管色谱柱的最高使用温度为250℃。

式中：

k—— 容量因子；

tR—— 保留时间，min；

t0—— 死时间，min。

图1 DEGS毛细管色谱柱老化温度－容量因子关系图Figure 1 The diagram of DEGS capillary column aging temperature and capacity factor

2.4 不同试样最佳载气线速度的测定

根据Golay方程式［5］可知，载气线速度不仅决定着毛细管色谱柱的柱效高低，而且也是气相色谱分析优化条件必不可少的因素。用气相色谱法测定5种不同试样线速度与柱效（每米理论塔板数N＇）的关系，从而确定DEGS毛细管色谱柱的最佳线速度范围。用二氯甲烷分别将正辛醇，硝基苯，间甲基苯胺，苯甲酸乙酯，邻甲酚配制成质量浓度约为10mg/mL的样品溶液。在2.2色谱条件下改变柱前压（0.02～0.10MP），正辛醇（柱温140℃），硝基苯和间甲基苯胺（柱温150℃），苯甲酸乙酯和邻甲酚（柱温160℃）测定上述样品溶液。由式（2）、（3）分别计算出载气线速度 （U）、每米理论塔板数（N＇）。以U为横坐标，N＇为纵坐标，做出5种不同试样的N＇－U曲线（见图2）。

式中：

U—— 载气线速度，cm/s；

L——毛细管柱长度，m；

W1/2—— 半峰宽，min；

N＇—— 每米理论塔板数，板数/m；

t0，tR—— 同式（1）。

图2 不同物质的N＇－U曲线Figure 2 The N＇－Ucurve of different substances

由图2可知，不同物质对DEGS毛细管色谱柱的最佳线速度的影响不明显，最佳线速度范围基本都在11～13cm/s，在此最佳线速度范围内0.32mm ×30m ×0.35μm的DEGS交联毛细管色谱柱每米理论塔板数可达3 000左右，分离能力最强。

2.5 在食用植物油掺假鉴别中的应用

一般食用植物油中常见脂肪酸只有10多种［6］，但地域或气候的不同也可能会有一些差别。食用油的掺杂现象一般是不法经营者以低价油或者非食用油掺入高价油中，以次充好，从中谋取非法利润。食用植物油如果掺假以后必然会引起脂肪酸含量与组成的变化，因此对食用油中脂肪酸含量与组成检测，即可知道食用油是否掺假。由于食用油中脂肪酸甘油酯［7］的沸点很高，高温又将导致脂肪酸甘油酯分解。因此本试验采用碱催化法将脂肪酸衍生为易挥发的衍生物——脂肪酸甲酯，进而对其进行检测。

2.5.1 样品前处理 分别称取食用油0.2～0.3g，放于10mL试管中，加入石油醚溶液至5mL，振荡溶解。加入0.5mL/L的氢氧化钾－甲醇新鲜溶液（2.8g氢氧化钾溶于100mL甲醇中）4mL，振荡1min，超声反应10～15min后，加入1mL蒸馏水，静置分层后取上层清液［8］于容量瓶中待用。

2.5.2 食用植物油掺假鉴别方法 将处理后的各种食用油上层清液上机进行分析，汽化室温度260℃，检测器温度260℃，柱温200℃，载气线速度12cm/s，进样量0.4μL，其他见2.2色谱条件。以保留时间定性，面积归一法定量，测定结果见表1。在此色谱条件下，掺伪试样掺入少许菜籽油的芝麻油色谱图见图3，芝麻油色谱图见图4。

图3 掺有菜籽油的芝麻油色谱图Figure 3 Chromatogram of sesame oil mixed with canola oil

表1 自测食用植物油各脂肪酸含量Table 1 The content of various fatty acids in edible vegetable oils by self－testing/%

将表1中各种自测的食用油的含量与文献［9］中报道的含量进行比较，发现各种植物油的成分与含量基本相一致，仅自测市售菜籽油中的芥酸含量偏低。由此说明自测的市售食用油没有掺假成分，用此方法检测相对精确。

不同植物油主要脂肪酸相同但含量不同，几乎每种油都有其特征的脂肪酸。以芝麻油为例来判定芝麻油的掺伪。芝麻油的脂肪酸组成主要为C18∶1和C18∶2，其总量约85%，C16∶0约9%。芝麻油掺入大豆油C18∶3增加明显，其它变化小，因而可以鉴定出来。芝麻油掺入玉米油，相对较难判断，C18∶1减少幅度与C18∶2增加幅度大致相当。芝麻油掺入菜籽油，C18∶3、C20∶1、C22∶1均会增加，C18∶1、C18∶2会减少。芝麻油掺入葵花油，C18∶2显著增加，C16∶0变化不大。芝麻油掺入橄榄油，C16∶0显著增加，C18∶2显著减少。如果只掺入单一品种的油脂，可以根据上面分析的脂肪酸组成变化特点作为掺伪定性的依据，结果可靠。但对于掺入两种或两种以上油脂的，其脂肪酸组成变化太复杂就难以判断，这时可借助特殊脂肪酸的鉴定来判定芝麻油的掺伪，如图3为掺入菜籽油的芝麻油色谱图，则含特殊脂肪酸芥酸。同时，可借助GB 5539——85中各类油脂的定性试验进行综合判断。其他食用油鉴别掺假也依据同此方法。

图4 芝麻油色谱图Figure 4 Chromatogram of Sesame oil

2.5.3 方法比较 将用本方法自制DEGS交联毛细色谱柱测定芝麻油色谱图（图4）与用10%DEGS固定液填充柱测定芝麻油色谱图［10］比较，可以看出两种方法都可以把芝麻油中主要脂肪酸检测出来。但是本法测出芝麻油脂肪酸种类更多，所测脂肪酸出峰时间更快，油酸和硬脂酸的分离度更高。因此，用此法鉴定食用油是否掺假检测更精确，方法可信度更高。

3 结论

本试验成功的研制了0.32mm ×30m ×0.35μm DEGS交联毛细管色谱柱。并测定其最高使用温度250℃，最佳线速度11～13cm/s，柱效每米理论塔板数可达3 000左右。在鉴别食用油掺假的应用中，通过对比纯植物油中各脂肪酸成分含量变化和色谱图中各特征脂肪酸的出峰时间，可以鉴别是否掺假同时做出定性和定量的分析。但对掺入油种量少或多品种互混的样品定量仍比较困难，还有待于进一步的研究。

1 赵普红，王洪海.气相色谱法检测食用植物油掺假的方法［J］.三门峡职业技术学院学报，2008，7（2）：115～117.

2 Kouji Miyakoshi，Mamoru Komoda.Determination of citric acid and its decomposed products in edible oils by gas liquid chroma－tography［J］.Journal of the American Oil Chemists＇Society，1977，54（8）：331～333.

3 高慧敏，张颖君.花生种子脂肪酸含量的微量、快速测定［J］.中国农学通报，2010，26（13）：98～103.

4 曾昭睿，吴采樱，韩惠敏.ATB引发交联DEGS弹性石英毛细管柱的研究［J］.色谱，1993，11（5）：277～280.

5 Golay M J E.Gas chromatography［M ］.New York：Academic Press，1958：36～55.

6 李开生，张勋，张榕杰.食品掺杂鉴别与检验［M］.北京：气象出版社，2002.

7 无锡轻工业学院.食品分析［M］.北京：中国轻工业出版社，1987.

8 王江蓉，刘荣，周建平，等.毛细管柱气相色谱法测油脂脂肪酸组成条件的优化［J］.粮油加工，2007，9（5）：85～88.

9 白满英，张金诚.掺伪粮油食品鉴别检验［M］.北京：中国标准出版社，1996.

10 肖昌珍，吴渝，甘东生，等.食用植物油掺伪检测［J］.中国油料作物学报，1999，20（1）：63～66.

Development of DEGS capillary column and application in edible vegetable oil identification

MIAO Xing－jing QIN Jin－pingJIANG Chang－hong

（College of Chemistry and Chemical Engineering，Nanjing University of Technology，Nanjing，Jiangsu210009，China）

DEGS cross－linked capillary column was prepared successfully using static method and studied the separation performance.A method was established for determining the composition of edible vegetable oils and fatty acid content，various fatty acids in oil composition and content，and then applied to identify adulteration of edible oil.The results showed that the optimum conditions were which the supreme temperature 250℃，line speed 11～13cm/s.Comparing the packed column determination of fatty acids，the method can measured more fatty acid，and has fewer peak time and higher resolution of oleic acid and stearic acid.

DEGS capillary column；edible vegetable Oil；adulteration；gas chromatogram

10.3969/j.issn.1003－5788.2011.03.027

苗兴静（1986－），女，南京工业大学在读硕士研究生。E－mail：1125065109＠qq.com

2011－03－15