顶空GC-MS法测定植物油中的6种挥发性苯系物

孙卫华，马 卉，李 泉，孟文静，顾蓓蓓

（泰州出入境检验检疫局，江苏泰州225300）

顶空GC-MS法测定植物油中的6种挥发性苯系物

孙卫华，马 卉，李 泉，孟文静，顾蓓蓓

（泰州出入境检验检疫局，江苏泰州225300）

建立了植物油中6种挥发性苯系物的静态顶空气相色谱-质谱测定方法。植物油样品在80℃温度下平衡30min，顶部气体采用气相色谱-质谱方法测定，程序升温，HP-INNOWAX柱分离，以EI离子源电离，选择离子监测模式（SIM）定性，外标法定量。六种挥发性苯系物在0.1～5μg/g范围内线性良好，相关系数（r2）为0.9910～0.9996，方法检出限（S/N=3）：苯为0.006μg/g，甲苯为0.012μg/g，乙苯0.015μg/g，对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯0.03μg/g；添加水平在0.1～0.5μg/g时，回收率为79.46%～103.38%，RSD=2.34%～8.76%（n=6）。

挥发性苯系物，顶空，植物油，气相色谱-质谱法

挥发性苯系物包括：苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、苯乙烯和异丙苯，现已发现苯具有一定的致癌性，其他苯系物也具有一定的毒性作用[1]。近期，在植物油进口检验过程中，发现了苯系物残留，经调查发现，植物油中挥发性苯系物主要来源于运输污染，大宗植物油的进口一般采用船舶海运，而用于运输植物油的船舶还运输包括挥发性苯系物在内的其他化工品，从而带来污染。本文旨在探索建立一种快速、经济、简便、灵敏度较高的植物油脂中挥发性苯系物测定方法，使之应用于检验检疫部门，严守国门。微量挥发性苯系物测定方法包括有机溶剂萃取富集气相色谱法[2-4]、静态顶空气相色谱法[3，5]、固相微萃取气相色谱法[6]、顶空-固相微萃取气相色谱法[7-8]、顶空-液相微萃取气相色谱法[8]，也有GC-MS测定方法的报道[9-13]，包括顶空-固相微萃取气相色谱质谱法[14-15]，但以上测定方法中的基质大部分都局限于水、空气、土壤等，而针对植物油中的挥发性苯系物的检测却未见报道。有机溶剂萃取富集灵敏度高，但不适用植物油样品；顶空气相色谱法干扰小，对仪器污染少，但灵敏度低。本文针对植物油基质无法萃取富集、挥发物少等特点建立了同时测定植物油中6种挥发性苯系物的静态顶空-气相色谱质谱法，操作简便，能有效消除基质对仪器污染，减少干扰，选择离子监测，能有效消除干扰，提高灵敏度，简便快速地检测植物油中的挥发性苯系物。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

苯（CAS.No.[71-43-2]）、乙苯（CAS No.100-41-4）、邻二甲苯（CAS.No.[95-47-6]）、间二甲苯（CAS.No.[108-38-3]）、对二甲苯（CAS.No.[106-42-3]） 中国医药集团上海化学试剂公司-沃凯，标准品，纯度≥99.5%；甲苯 色谱纯，纯度≥99.9%，Fisher；精炼大豆色拉油（无苯） 益海粮油，溶剂残留≤5mg/kg；植物油样品 进口毛豆油、进口毛菜籽油，泰州出入境检验检疫局港口办卸货前取样；标准储备液 分别准确称取6种挥发性苯系物0.05g加入50.00g无苯精炼大豆色拉油中，涡漩混合器30s混匀，配制成浓度为1000μg/g混合标准储备液，临用时用无苯精炼大豆色拉油稀释为20μg/g的标准工作混合液。

7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪 配有电子轰击离子源（EI源），美国Agilent公司；Haake V26恒温水浴 美国Thermo公司；250μL手动气密进样针 瑞士Hamilton；20mL顶空瓶 配灰色丁基橡胶塞和银色铝盖封盖器，Agilent。

1.2 分析条件

1.2.1 色谱条件 HP-INNOWAX（60m×0.32mm，0.25μm）毛细管色谱柱；柱温箱程序升温：50℃保持4min，以3℃/min升温至80℃，保持3min，20℃/min升温至150℃，保持1min；进样口温度：180℃；载气及流速：高纯氦气，纯度≥99.999%，1mL/min；进样方式：分流进样，分流比10∶1，传输线温度：230℃。

1.2.2 质谱条件 电离方式：电子轰击（EI）；电离能量：70eV；四级杆温度：150℃；离子源温度：230℃；检测方式：选择离子监测模式（SIM）；溶剂延迟：5min；监测离子及丰度比见表1。

表1 6种挥发性苯系物保留时间、监测离子及丰度比Table 1 Retention time，monitoring ion and abundance ratio of 6 kinds of volatile benzene

1.3 实验方法

准确称取5.00g植物油试样于20mL顶空瓶中，盖上灰色丁基橡胶塞（安捷伦）和银色铝盖，用封盖器封紧。将称有样品的顶空瓶置于温度为（80±1）℃恒温水浴中，恒温加热30min，用手动气密进样针抽取100μL顶部气体进样，按1.2仪器条件测定。

2 结果与讨论

2.1 加热平衡温度

根据6种挥发性苯系物沸点、易挥发等特点，综合考虑植物油中挥发物，选择在50、60、70、80、90、100℃条件下进行实验，平衡时间30min，根据不同温度条件下各组分的回收率绘制温度-回收率曲线，由于二甲苯的三种异构体的挥发特性基本相同，不同温度条件下的回收率变化趋势也大致相同，因此以间二甲苯为代表进行分析讨论。从图1可以看出，当温度在70℃条件下，苯、甲苯达到平衡，乙苯和二甲苯不能达到平衡，当温度达到80℃以上时各组分均达到平衡，在90℃和100℃条件下乙苯、二甲苯的检出量并未明显提高，但由于温度升高，植物油中挥发物也增多，故选择80℃作为平衡温度。

图1 4种苯系物温度-回收率曲线Fig.1 Temperature and recorvery rate curve of four kinds benzenes

2.2 加热平衡时间

平衡温度为80℃时，选择15、20、25、30、35min进行实验，结果表明苯和甲苯在20min达到平衡，乙苯在25min时达到平衡，二甲苯在30min时达到平衡（如图2），因此选择30min为平衡时间。

图2 4种苯系物时间-回收率曲线Fig.2 Time and recorvery rate curve of four kinds benzenes

2.3 色谱柱选择

研究了HP-5ms（30m×0.25mm，0.25μm）和HPINNOWAX（60m×0.32mm，0.25μm）两种不同色谱柱对六种目标化合物的检测效果（图3）。由于HP-INNOWAX柱为极性柱能有效分离二甲苯不同异构体，而HP-5ms柱为非极性柱对分子量相同且沸点相近的二甲苯异构体不能有效分离。结果表明（图3）HP-5ms（30m× 0.25mm，0.25μm）柱能够分离除对二甲苯和间二甲苯外的其他所有目标化合物，基线稳定，噪声低，但对基质中部分挥发性杂质不能和苯、甲苯完全分离，干扰测定；HP-INNOWAX（60m×0.32mm，0.25μm）柱能完全分离所有目标化合物，基线稳定，噪声低，基质中挥发物对目标物的测定无干扰。

2.4 线性范围、检出限

分别准确称取0.0250、0.0500、0.1250、0.2500、0.5000g的标准工作混合液（20μg/g）用无苯精炼大豆色拉油稀释至5g，涡漩混合器30s混匀，分别配制成浓度为0.100、0.200、0.500、1.000、2.000、5.00μg/g的标准系列，按1.3方法进行测定，每个浓度测定3次，以待测组分峰面积对质量浓度进行线性回归。从表2数据可以看出6种挥发性苯系物线性关系良好，线性相关系数r2为0.9910～0.9996。根据3倍信噪比计算6种目标化合物方法检出限，方法检出限：苯为0.006μg/g、甲苯为0.012μg/g，乙苯0.015μg/g、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯0.03μg/g（结果详见表2）。

图3 两种不同色谱柱对6种挥发性苯系物分离总离子流图Fig.3 Total ion chromatogram of two different chromatographic column isolated from 6 kinds of volatile benzene series compounds

2.5 回收率及精密度

无苯精炼大豆色拉油中添加六种目标化合物，添加3个浓度水平，分别为0.1、0.2、0.5μg/g，按1.3方法测定，实验结果详见表2，结果表明方法回收率为79.46%～103.38%，RSD=2.34%～8.76%（n=6）。

2.6 样品检测

分别采用本法检测12个含甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯毛菜籽油和毛豆油（各6个）阳性样品（查航运记录，该轮在装载植物油前有装载芳烃记录），检测结果见表3，RSD=1.17%～11.23%（n=3）。

3 结论

本文建立的植物油中6种挥发性苯系物的静态顶空气相色谱-质谱测定方法采用顶空方法，省去繁琐的样品前处理过程，大大降低了样品基质干扰，采用HP-INNOWAX极性柱能对二甲苯的三种异构体有效分离，采用MS检测器，提高了检测灵敏度，方法精确度和稳定性良好，测定结果准确可靠，能满足植物油中的6种挥发性苯系物的准确测定。

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表2 6种挥发性苯系物线性关系*、平均回收率R（%）、精密度（RSD，n=6）和检出限（LOD）Table 2 6 kinds of volatile benzene series linear relationship，the average recovery rate R（%），precision（RSD，n=6）and LOD

表3 植物油样品中6种挥发性苯系物检测结果Table 3 Detection resutts of 6 volatile benzenes in regetable oil sample

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Determination of 6 kinds of volatile benzene in vegetable oil by headspace GC-MS

SUN Wei-hua，MA Hui，LI Quan，MENG Wen-jing，GU Bei-bei
（Taizhou Entry-Exit Inspection Quarantine Bureau，Taizhou 225300，China）

A method was developed for quantitative determination of 6 volatile benzenes in vegetable oil.Sample of vegetable oil was counterpoised for 30min in 80℃.Gas of headspace was determined by GC-MS.Column was risen by temperature programmed（TP）.The analytes were separated on a HP-INNOWAX column.The separated compounds were ionized by EI，analyzed in selective ion monitoring（SIM）mode and quantified using the external standard method.The calibration curves were linear in the range of 0.1～5μg/g with the correlation coefficients（r2）of 0.9910～0.9996.The methodological limits detection（S/N=3）of benzene was 0.006μg/g，toluene was 0.012μg/g，ethanol was 0.015μg/g，and xylenes was 0.03μg/g.The recoveries was 79.46%～103.38%with the relative standard deviations（RSD%）of 2.34%～8.76%（n=6）at the spiked levels of 0.1～0.5μg/g.

volatile benzenes；headspace；vegetable oil；GC-MS

TS207.3

A

1002-0306（2012）05-0337-04

2011－04－06

孙卫华（1971-），男，本科，研究方向：食品安全分析。