顶空气相色谱-质谱法测定食用植物油中溶剂残留

石玲玲 孙 欣 陈章庭 张 辉 倪昕路 杨振宇

（上海出入境检验检疫局 上海 200131）

1 前言

食用植物油是人们日常生活中必不可少的消费品，其主要通过物理压榨法和化学浸出法两种工艺生产。相对于传统的压榨法，浸出法具有出油率高、成本低的优势，从而被广大油脂生产企业采用。经过精炼后的浸出油可能存在少量的溶剂残留，原六号溶剂标准GB 16629-1996《6号抽提溶剂油》[1]已被替代更新。目前广泛用于食用植物油提取的溶剂是植物油抽提溶剂（也称己烷类溶剂）[2-3]，是由石油直馏馏分、重整抽余油或凝析油馏分经精制而成，主要由己烷等脂肪属碳氢化合物组成，馏程为61℃～76℃的混合溶剂。其中所含的少量芳烃及硫化物杂质有较大毒性，长期接触会麻醉呼吸中枢，损伤皮肤屏障功能，损害周围神经和造血功能。

GB 2716-2005《食用植物油卫生标准》[4]规定食用植物油和植物原油的浸出油溶剂残留限量分别为50 mg/kg 和 100 mg/kg。 GB 1535-2003《大豆油》[5]规定一、二级压榨成品大豆油和浸出成品大豆油的溶剂残留量为不得检出（即＜10 mg/kg），三、四级≤50 mg/kg，大豆原油≤100 mg/kg。残留溶剂含量的检测结果准确与否，是否符合国家标准要求的限量，将直接影响食用安全。目前检测植物油溶剂残留的方法主要是气相色谱法[6-7]，如GB 5008.262-2016《食品中溶剂残留量的测定》和SN/T 0801.23-2002《进出口动植物油及油脂 溶剂残留量检验方法》都采用的是气相色谱法。相关的研究[8-13]大多集中在样品前处理技术上，用顶空进样器替代恒温装置，检测依然采用气相色谱仪。气相色谱法只能采用保留时间来定性，检测技术相对落后，而采用质谱仪[14-16]进行准确定性能突破以上局限，提高检测结果的可靠性。但是目前能直接购买到的标准品只有6号溶剂，此前的方法基本都是采用6号溶剂做标准品来检测，这与我国的生产实际有差距。实际上，早在2009年，我国就已经实施新的标准，规定能用于食用植物油提取的溶剂为植物油抽提溶剂，取代6号溶剂，国内的炼油厂也积极响应，逐步淘汰原有生产设备，生产符合国家强制标准GB 16629-2008《植物油抽提溶剂》[2]规定的品质更优的植物油抽提溶剂，由此，植物油抽提溶剂逐步取代6号溶剂。由于6号溶剂大约由十几种烷烃组成，而植物油抽提溶剂的成分有所减少，为9种。若采用6号溶剂做标准，那么在实际样品的定量检测中，结果必然会存在偏差。

本研究利用顶空气相色谱-质谱仪对食用植物油中残留的植物油抽提溶剂进行检测，以植物油抽提溶剂为标准品，符合植物油生产实际现状，避免定量偏差；质谱定性更准确，方法快速、简便、可靠。

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 试验样品

大豆油：来源于市售的一级大豆油和从上海口岸进口的一批来源乌克兰的大豆原油。

2.1.2 仪器

顶空进样器：DANI HSS86.50；气相色谱-质谱仪：Shimadzu 2010Plus-QP2010 Ultra；顶空钳口瓶：20 mL；容量瓶：100 mL；色谱柱：RTX-5MS（60 m×0.25 mm×0.25 μm）。

2.1.3 试剂

植物油抽提溶剂：工业一级品，来源于上海一家大宗有机溶剂供应商。

2.2 方法

2.2.1 标准溶液配制

2.2.1.1 标准储备液

加入约80 g空白大豆油（无本底，市售一级大豆油）于100 mL容量瓶中，准确称取其质量（精确到0.0001 g，下同），再加入植物油抽提溶剂0.09 g，稍稍摇动使溶剂层消失后再加入空白大豆油至总量90.00 g，塞上玻璃塞，充分振摇混匀，静置至气泡消失，密封，于4℃冰箱保存。

2.2.1.2 标准工作液

根据需要，分别称取 0.025 0、0.050 0、0.250 0、0.500 0、1.000 0、2.500 0 和 5.000 0 g浓度为 1 000 mg/kg的标准储备液和空白大豆油于20 mL钳口瓶中，使总量达到5 g（精确到0.01 g），配制成浓度为5、10、50、100、200、500 和 1 000 mg/kg 的标准工作液。盖上钳口盖，密封。现用现配。

2.2.2 样品处理

用电子天平准确称取5 g（精确到0.0001 g）大豆油被测样品于20 mL钳口瓶中，盖上配备硅橡胶密封垫的钳口盖，用封盖器手动密封，待测。于自动顶空进样器中70℃恒温、轻微振荡30 min，取气液平衡后的液上气体供气相色谱-质谱联用仪测定。

2.2.3 测定条件

2.2.3.1 自动顶空进样器条件

载气：氦气，压力为1.2 bar；辅助气：氮气，压力为0.61 bar；顶空钳口瓶加热温度：70℃；平衡时间：30 min；定量管温度：80℃；传输气路温度：80℃；顶空钳口瓶充气增压时间：0.13 min；顶空钳口瓶向定量管充气时间：0.15 min；定量管平衡时间：0.15 min；六通进样阀进样时间：1 min。

2.2.3.2 气相色谱条件

载气：氦气，纯度≥99.999%；流速：1.0 mL/min；流量控制方式：线速度（25.7cm/s）；进样方式：分流进样；分流比：50∶1；进样量：1 mL；进样口温度：240℃；升温程序：50℃保持6 min，以20℃/min升至150℃（保持 2 min），以 20℃/min 升至 230℃（保持 1 min）。

2.2.3.3 质谱条件

电离方式：EI，70eV；接口温度：250℃；离子源温度：230℃；溶剂延迟：4 min；采集方式：全扫描模式（SCAN）；扫描离子范围：m/Z20.00～500.00。 监测离子，见表1。

表1 植物油抽提溶剂中各成分的监测离子及其丰度比

3 结果与讨论

3.1 顶空条件的确定

3.1.1 顶空平衡温度的确定

平衡温度影响溶质的顶空浓度。本研究通过将200 mg/kg的植物油抽提溶剂（大豆油）标准液在60℃、70℃和80℃ 3档温度下平衡30 min，测量植物油抽提溶剂的色谱峰总面积。结果显示各温度下测得的峰面积分别为6 325 048、9 256 422和9 760 319。表明相同的平衡时间条件下，随着平衡温度的升高和顶空气体的浓度增加，峰面积随之增大；80℃较70℃条件下的峰面积虽有所增加，但优势不明显；而温度影响的程度又因组分不同而异，待测组分的沸点越低，对温度影响越敏感。因此，考虑到沸点比较低的组分，平衡温度设定为70℃。

3.1.2 顶空平衡时间的确定

平衡时间取决于被测组分分子从样品基质到气相的扩散速度，即与分子大小、介质黏度及温度有关。将200 mg/kg的植物油抽提溶剂（大豆油）标准液在70℃恒温条件下分别平衡10、20、30、45和60 min，然后取液上气体进行测定。结果显示：不同平衡时间下测得植物油抽提溶剂的色谱峰总面积分别为7175449、7915830、9256422、9537053 和 9193 160。以峰面积总和对平衡时间作图，得出30 min时气-液两相已达到较好平衡，再增加平衡时间，峰面积没有显著增加。综合考虑，样品平衡时间选定为30 min。

3.2 方法定量限

将浓度为 5、10、50、100、200、500 和 1 000 mg/kg的标准工作液在给定的仪器条件下进行测定，并绘制标准工作曲线。结果显示：在5～1 000 mg/kg的浓度范围内，试样浓度与总峰面积呈良好线性关系，其线性回归方程为y=34457.93x-195549.6，相关系数为0.9985。标准品的总离子流图见图1。

图1 植物油抽提溶剂总离子流图（1 000 mg/kg）

根据国际理论和应用化学联合会IUPAC的规定，连续测定空白基质20次，计算其标准偏差（SD），以十倍的标准偏差计算其定量限（LOQ），结果为0.10 mg/kg。

3.3 添加回收率和精密度

以空白大豆油为基质，测得大豆油空白值，分别添加10、50和100 mg/kg共3个浓度水平，每个浓度水平进行6次重复实验，结果见表2。由表可见，回收率为92.68%～117.8%，精密度为2.7%～5.2%。

3.4 实际样品检测

采用本方法对进口大豆原油和市售的精炼一级大豆油分别进行测定，检测出大豆原油有残留溶剂，含量为18 mg/kg，精炼大豆油未检出溶剂残留。二者的总离子流图见图2、图3。结果表明，二者的残留溶剂含量符合相应的法规要求，该方法准确可靠，满足实际检测的需求。

表2 大豆油中植物油抽提溶剂的加标回收率和精密度（n=6）

图2 进口大豆原油的总离子流图

图3 市售精炼一级大豆油的总离子流图

3.5 与国标方法的比较

分别采用本方法和国标方法GB 5009.262-2016《食品中溶剂残留量的测定》[17]对同批次进口的大豆油进行测定。国标定量结果为15 mg/kg，本方法定量结果为18 mg/kg。浓度均为10 mg/kg的植物油抽提溶剂和有证6号溶剂与实际大豆油的总离子流图见图4。结果表明，两种方法的定量结果有些许差别，采用6号溶剂定量，由于其含量组分偏多，会导致结果偏低；而本方法在气相色谱检测之后，采用质谱技术进行每一组分的定性确认，保证了检测结果的准确性。

图4 植物油抽提溶剂（10 mg/kg）、6号溶剂（10 mg/kg）与实际大豆油的总离子流图

4 结论

本研究采用顶空气相色谱-质谱法直接测定植物油中溶剂残留量。用植物油抽提溶剂做标准，符合植物油浸出法生产的实际，避免了定量的偏差；利用质谱仪的定性优势，采用基质标准进行校正，消除了杂质的干扰，解决了多组分混合物的定性难的问题，避免了假阳性。方法简便、快速、灵敏度高、准确性好，能够很好满足实际检测的需求。目前存在的问题是不同炼油厂生产的植物油抽提溶剂组成含量不尽相同，各植物油生产厂家所采用的提取溶剂也会不同，碰到疑似阳性的样品如何能准确定量，尚需进一步探讨。

[1]GB 16629-1996 6号抽提溶剂油[S].

[2]GB 16629-2008植物油抽提溶剂[S].

[3]GB 1886.52-2015食品添加剂 植物油抽提溶剂（又名己烷类溶剂）[S].

[4]GB 2716-2005食用植物油卫生标准[S].

[5]GB 1535-2003大豆油[S].

[6]GB 5009.262-2016食品中溶剂残留量的测定[S].

[7]SN/T 0801.23-2002进出口动植物油及油脂 溶剂残留量检验方法[S].

[8]付忠华，任红波.空-气相色谱法检测植物油中六号溶剂的残留量[J]. 粮食流通技术，2010，（4）：34-35.

[9]郭小洁.顶空气相色谱法测定食用植物油中多组分溶剂残留[J].中华预防医学杂志，2011，45（3）：263-265.

[10]贺连香.食用植物油中溶剂残留检测的意义及方法优化[J].食品安全导刊，2015，（9）：72-73.

[11]王永芳，葛含光，王利强，等.顶空气相色谱法快速测定食用植物油中有机溶剂残留量的研究[J].食品安全质量检测学报，2015，6（2）：432-435.

[12]董超先，徐彩凤，蔡潼玲.食用植物油中残留溶剂的测定[J].广东化工，2015，42（17）：167.

[13]金俊，张友峰，陈金平，等.几种常见食用植物油溶剂残留量检测和残留溶剂组分分析[J]. 粮食与油脂，2016，29（12）：75-78.

[14]钱凯，胡建华，赵维佳.食用植物油中溶剂残留的测定方法[J].光谱实验室，2006，23（3）：468-471.

[15]王少伟.顶空气相色谱-质谱联用法测定食用植物油中溶剂残留[J]. 食品安全导刊，2015，（21）：98-100.

[16]王姣姣，王宏磊，舒凤.HS-GC-MS测定食用植物油中残留溶剂的主要成分[J]. 广东化工，2016，43（9）：220-222.

[17]GB 5009.262-2016食品中溶剂残留量的测定[S].