GC—MS法测定植物油中脂肪酸氯丙醇酯

陈阳明，郭娇娇，宫智勇

(武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北武汉 430023)

近年来，氯丙醇脂肪酸酯是油脂精炼过程中形成的食品污染物，现已日益严重，其中3-氯-1，2-丙二醇脂肪酸酯(3-MCPD酯)的研究最多［1-2］。3-MCPD酯最早发现于酸水解植物蛋白和酱油中，后来在面包、肉和鱼制品中也能检测到，但对于3-MCPD酯在食品中可能导致的食用安全性问题一直未引起重视［3］。近年国外研究发现，3-MCPD酯存在许多食品中，尤其精炼食用植物油中含量最高［4］。Weibharr［5］等从不同精炼食用植物油中检测到3-MCPD 酯，其浓度范围为 0.2—20 mg/kg，3-MCPD酯的含量顺序为棕榈油＞核桃油＞红花油＞葵花籽油＞大豆油＞油菜籽油。在3-MCPD酯进入机体后，经脂肪酶的催化水解作用下可分解形成3-MCPD，毒理学研究发现3-MCPD可以引起遗传毒性、生殖毒性作用、肾脏毒性和神经毒性作用，还可能有致癌和致突变作用，目前FAO/WHO建议3-MCPD的最高日允许摄取量(TDI)为2 μg/kg BW。研究发现，婴幼儿与成人3-MCPD膳食暴露量是TDI的5—20倍，因此，食用植物油中3-MCPD酯含量的准确检测显得尤为重要［6-10］。国外对此开展了很多研究，但国内对油脂中3-MCPD酯检测的研究开展较少。目前已经有几种公认的3-MCPD的检测方法，其中主要包括气相色谱(gas chromatography，GC)与电子捕获检测器(electron capture detection，ECD)联用，气相色谱(gas chromatography，GC)—质谱(mass spectrometry，MS)联用法以及分子印迹。其中GC—MS法检测3-MCPD较为准确，例如气相色谱/飞行时间质谱法用于表征某些单一3-MCPD酯组分的［11］，水解—衍生化GC—MS法用于测定3-MCPD酯总量［12］等，这些方法中苯基硼酸(PBA)衍生化的GC—MS法的应用最普遍。本实验参考国外研究中GC—MS的检测方法［13］，并优化了碱水解—苯基硼酸衍生方法的相关参数，使方法的灵敏度有较大的提高，且样品对仪器的污染程度也有所降低，该方法还免于大量样品的前处理过程，减少了有机溶剂的消耗，不受其他因素干扰就能够简单快速检测出3-MCPD酯的含量。因此，笔者采用该方法对几种常见的食用植物油脂中3-MCPD酯的含量进行检测，并探讨油脂的精炼处理工艺对3-MCPD酯含量的影响。

1 材料与方法

1.1 仪器及材料

KQ-500B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);DHG-9123A电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司);N-EVAPTM11l型氮吹仪(Organomation Associates公司);分析天平(上海民侨精密仪器有限公司);G-560E型漩涡混合器(Scientific Industries公司);HH-S2恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂);KQ-250D型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);3800型气相色谱仪和Saturn2000型质谱仪(安捷伦公司)。

3-氯-1，2-丙二醇(3-MCPD)、苯基硼酸(PBA)、3-氯-1，2-丙二醇-d5(3-MCPD-d5)购自 TRC 公司;甲基叔丁基醚、乙酸、乙酸乙酯、正己烷、氯化钠、无水硫酸钠、甲醇钠(上海国药集团化学试剂有限公司)均为分析纯;各种植物油购买于武汉中百仓储超市。

1.2 样品处理

称取约0.1 g油样于具塞试管中，用0.5 mL混合溶剂A(甲基叔丁基醚∶乙酸乙酯=8∶2，体积比)溶解，释放游离的3-MCPD，同时在其中添加12 μL(40 ng/mL)内标溶液(以游离3-MCPD-d5计)和1.0 mL NaOCH3溶液，45℃下超声混合溶液 15 min。然后添加3.0 mL正己烷脱脂和3.0 mL混合溶剂B(冰乙酸∶20%氯化钠溶液=1∶30，体积)中和过量甲醇钠，涡旋混匀充分后，室温下静置8 min。待分层显著后移除有机层。然后加入萃取剂正己烷3.0 mL混合均匀，其中水相用于衍生化反应。向上述水相中加入250 μL衍生剂苯基硼酸溶液，涡旋混匀充分后，在80℃温度下，衍生反应20 min。等反应体系冷却到室温时，加入正己烷1.0 mL混合充分，待分层后，将上清液移入约含1.5 g无水硫酸钠的试管中，再重复一次萃取步骤，待涡旋分层后精确量取1μL上清液进行GC—MS检测分析。

1.3 GC—MS条件

GC条件:柱始温度:80℃，升温程序:预热1 min，先以10℃/min的升温速率至190℃，然后以40℃/min升温速率至300℃，维持5 min;进样口温度:280℃;DB-5MS毛细管柱子(30 m×0.25 mm×0.25 μm，安捷伦公司);载气:高纯氦，流速 3.0 mL/分钟;进样体积:1 μL;进样形式:不分流进样。

MS条件:灯丝电流:100 μA;电子倍增器:+250 V;传输线温度:250℃;阱温度:230℃;歧盒温度:50℃;电子轰击离子源(EI);质谱采集时间:3.00—29.75 min;溶剂延迟:3 min;扫描速率:0.65 s/次;扫描质量数范围:m/z 90—300。

2 结果与分析

2.1 脂肪酸3-MCPD酯检测方法的建立

利用梯度质量的3-MCPD酯标准品建立标准曲线。在常温条件下，依次称取100 ng，200 ng，400 ng，800 ng，1 600 ng，3 200 ng，6400 ng 分别进行测定，获得丰度与3-MCPD酯质量(ng)之间的标准曲线方程y=2.84×105x-1.02×103，相关系数 R=0.999 3，曲线线性拟合良好，信噪比 S/N=3，最低检测限为50 μg/kg。以MCPD酯含量较低的珍品山茶油为基质，分别添加100 ng—104ng(设置3个水平)3-MCPD酯标准品的加标回收实验，按照上述气质条件下，各加标水平重复测定6次，平均加标回收率在 83.5%—106%之间，相对标准偏差(RSD)＜10%，这表明本方法准确度和精密度高，可以用于脂肪酸3-MCPD酯的暴露评估。

2.2 GC—MS检测不同食用油中脂肪酸3-MCPD酯的含量

采用苯基硼酸衍生化的GC—MS法对从市场中采购的几种常见食用植物油中3-MCPD酯的含量进行检测分析，结果见表1。

表1 几种常见食用植物油3-MCPD酯的含量

从表1可见，常见植物油中3-MCPD酯的含量由低到高依次为珍品山茶油、橄榄油、花椒油、大豆油、二级棉油、菜籽油、芝麻油、棕榈油，3-MCPD酯的含量范围在2 350—51 250 μg/kg。其中棕榈油和菜籽油中3-MCPD酯的含量明显高于国外［14-15］，这可能与油品的种类、油料的生产地区和加工工艺等因素有关。

2.3 GC—MS检测经不同工艺处理后的菜籽油中脂肪酸3-MCPD酯的含量

根据表1脂肪酸3-MCPD酯的检测结果，笔者在本实验对3-MCPD酯含量较高的菜籽油做再一步的研究，经不同的工艺处理，观察其对3-MCPD酯含量的变化情况，见表2。其中1—10处理工艺条件为:220℃，常压条件下［16］，进行如水化、碱练、中和、酸化、过滤、脱胶、水洗、脱色、萃取、真空10种不同工艺处理30 min。

表2 不同工艺处理后菜籽油3-MCPD酯的含量

从表2结果发现，菜籽油在保持温度220℃、常压条件不变的情况下，经不同加工工艺处理30 min后，菜籽油中3-MCPD酯的含量虽有一定程度的降低，但与未处理组无明显变化，在食用菜籽油经精炼处理后，再进行一系列的脱除工艺处理，经GC—MS分析，不同处理工艺组RSD分别为2.9%—15.1%，精密度完全满足分析的需要。与未处理组比，菜籽油中的3-MCPD酯含量没有很大的变化(P＞0.05)，因此，可以猜测3-MCPD酯可能在油脂精炼工序中就已经产生。Franke K等［17］研究表明脱臭工序是3-MCPD酯形成的关键精炼工序，其中温度又是脱臭工序的主要因素，而其他工序如水解、脱胶、脱色等对3-MCPD酯的含量影响较小。因此，本研究在保持温度220℃、常压条件不变的情况下，再采用碱练、真空、萃取等不同工艺处理，发现对油脂中3-MCPD酯的含量影响不大，这也进一步证实油脂的精炼过程中，脱臭温度可能是3-MCPD酯形成的关键因素。

3 结论

笔者采用苯硼酸衍生化—气质法联用技术检测8种常见植物油和10种不同工艺处理后的菜籽油中脂肪酸3-MCPD酯的含量。该方法灵敏度高，对仪器污染小，避免了大量样品的前处理过程，有机溶剂消耗少，还不受其他因素干扰，就能够简单快速检测出植物油中脂肪酸3-MCPD酯的含量，其中含量由低到高依次为珍品山茶油、橄榄油、花椒油、大豆油、二级棉油、菜籽油、芝麻油、棕榈油，其3-MCPD酯的含量范围为2 350—51 250μg/kg。在对菜籽油采用保持温度220℃、常压条件不变的情况下，经过10种不同工艺处理30 min，菜籽油中脂肪酸3-MCPD酯含量无明显变化，这可能是脂肪酸3-MCPD酯在菜籽油精炼脱臭工序中就已经产生，其中脱臭温度又可能是产生3-MCPD酯最主要的原因。

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