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高效液相色谱法同时测定山茶油中 9种抗氧化剂

2022-10-20杨坤,吴凯仪,杨梅花

现代食品 2022年17期
关键词:甲酸标准溶液色谱法

山茶油作为东方橄榄油,含有丰富的不饱和脂肪酸等营养成分,其在储存过程中易被氧化变质和酸败,导致其品质和营养价值降低,甚至引起食物中毒[1-2]。在山茶油中加入抗氧化剂可防止油脂氧化,提高山茶油的稳定性,延长山茶油的保质期[3]。山茶油中常加入的抗氧化剂主要有叔丁基对苯二酚(Tert-Butylhydroquinone,TBHQ)、叔丁基对羟基茴香醚(Butyl Hydroxyanisole,BHA)、2,6-二叔丁基对甲基苯酚(Butylated hydroxytoluene,BHT)和没食子酸丙酯(Propyl Gallate,PG)等人工合成的酚类抗氧化剂,具有一定的毒性,我国对其在油脂的使用量有明确的限量要求[4-5]。随着食品工业科技的发展,2,4,5-三羟基苯丁酮(2,4,5-trihydroxybutyrophenone,THBP)、去甲二氢愈创木酸(Nordihydroguaiaretic acid,NDGA)、2,6-二叔丁基-4-羟甲基苯酚(Ionox-100)、没食子酸辛酯(Octyl Gallate,OG)和没食子酸十二酯(Dodecyl Gallate,DG)等以抗氧化为目的的添加剂被越来越多地应用于植物油中[6-7]。

抗氧化剂常用的检测方法有液相色谱法[8-9]、气相色谱法[10]和液相色谱法串联质谱法[11]等,其中气相色谱法受化合物极性、沸点限制,液相色谱串联质谱法仪器设备昂贵、普及率低,且油样的基质效应较大,不容易定量,限制了该方法的应用。而液相色谱法在抗氧化剂上具有较高的灵敏度,且适用于NDGA、OG、DG等9种抗氧化剂的同时检测。本文通过结合采用凝胶色谱和液相色谱,建立一种简单快速、操作简便,能够同时测定山茶油中9种抗氧化剂含量的方法,为其他油脂样品的测定提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

42批次山茶油,市购。

TBHQ、BHA、BHT、PG、THBP、NDGA、Ionox-100、OG和DG等9种抗氧化剂标准溶液质量浓度均为1 000 μg·mL-1,坛墨质检;乙酸乙酯、环己烷、甲醇、甲酸均为色谱纯;实验室用水为超纯水。

1.2 仪器与设备

GPC Cleanup 800凝胶色谱仪,北京莱伯泰科仪器有限公司;E2695型高效液相色谱仪,美国沃特世公司;RE-52旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;ML104型电子天平,梅特勒-托利多(上海)仪器公司;Milli-Q型纯水机,美国Millipore公司;KQ-700DE型超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 标准溶液的配制

准确吸取9种混合抗氧化剂标准溶液1.00 mL于10 mL容量瓶中,用乙腈溶液定容至刻度,得100 mg·L-1的混合标准储备溶液,于4℃保存,备用。临用前用乙腈溶液稀释,配制成质量浓度为0.10 mg·L-1、0.25 mg·L-1、0.50 mg·L-1、1.00 mg·L-1、2.50 mg·L-1、5.00 mg·L-1、10.0 mg·L-1和 50.0 mg·L-1混合标准溶液。

1.3.2 样品处理方法

准确称取5.00 g(精确至0.01 g)山茶油样于50 mL容量瓶中,加入40 mL乙酸乙酯/环己烷(1∶1,V∶V)溶液,超声10 min,冷却至室温后定容至刻度,过0.45 μm有机滤膜。取5 mL样液于GPC净化系统,GPC流动相:乙酸乙酯/环己烷(1∶1,V∶V),流速为5.0 mL·min-1,检测波长为256 nm,样品收集时间为7.50~16.0 min。将收集液在40 ℃下旋转蒸发至近干,再用初始流动相定容至2.00 mL,待测。

1.3.3 色谱条件

色谱柱:Agilent ZORBAX Stable Bond AQ柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);进样量10 μL;柱温:35 ℃;流速:1.00 mL·min-1;检测波长:280 nm;流动相:A为甲醇,B为0.5%甲酸水溶液;洗脱程序:0~5.00 min,A55%;5.00~15.00 min,A 55%→35%;15.00~22.00 min,A 35%→20%;22.00~25.00 min,A20% → 10%;25.00~ 27.00 min,A 10% → 55%;27.00~35.00 min,A 55%。

2 结果与分析

2.1 GPC净化条件优化

山茶油主要成分为脂肪酸,含有部分色素、矿物质,凝胶色谱在净化油类样品时具有明显的优势[12-13],为确定9种抗氧化剂在凝胶色谱净化系统的出峰时间,在1.3.2项下,以阴性样品和加标样品上GPC系统,其阴性样品GPC色谱图见图1(a),加标样品见图1(b)。由图1可知,山茶油脂肪等成分在8 min之前完全流出,9种抗氧化剂在8~16 min全部流出。因此,选择样品收集时间为8~16 min。

图1 9种抗氧化剂在GPC色谱图

2.2 色谱条件优化

9种抗氧化剂化合性质类似,选择乙腈作为有机相时,发现部分抗氧化剂峰重叠;而甲醇作为有机相能较好地分离9种抗氧化剂,因此本文选择甲醇作为有机相。本次实验发现在水相中加入一定量的甲酸能改善PG和THBP的峰拖尾,赵慧男等[7]也验证了在水相中加入一定比例的甲酸可以改善抗氧化剂的峰型。因此,本实验选择水相为0.5%甲酸水溶液。优化后的空白山茶油样品和加标山茶油样品(10 mg·kg-1)的色谱图见图2。

图2 9种抗氧化剂的色谱图

2.3 标准曲线、检出限与定量限

在仪器工作条件下对标准溶液系列进行测定,以质量浓度为横坐标,以其相对应的峰面积为纵坐标绘制标准工作曲线。结果表明,9种抗氧化剂在各自质量范围内呈良好的线性关系,相关系数均>0.999;以3倍信噪比(S/N)和10倍信噪比计算检出限和定量限,山茶油种9种抗氧化剂在方法检出限和定量限分别为0.4 ~ 1.0 mg·kg-1和 1.0 ~ 3.0 mg·kg-1,结果见表 1。

2.4 精密度和回收实验

在山茶油空白样品中分别按3.0 mg·kg-1、10.0 mg·kg-1、30.0 mg·kg-13水平进行加标实验,每个添加水平重复测定6次,以测定回收率,结果见表2。3个添加水平下山茶油样品中9种抗氧化剂的平均回收率为68.9%~97.6%,相对标准偏差为0.5%~4.2%。说明该方法符合山茶油中9种抗氧化剂检测的检验方法要求。

表1 9种抗氧化剂在山茶油中的线性方程、相关系数、检出限和定量限表

表2 9种抗氧化剂在山茶油中的回收率及相对标准偏差表(n=6)

2.5 样品分析

按照实验方法对42批次山茶油进行检测,结果有两批次检出PG,含量分别为46.45 mg·kg-1和57.46 mg·kg-1;2 批次检出 Ionox-100,含量分别为46.76 mg·kg-1和 54.08 mg·kg-1;9 批 次检 出 OG, 含量为4.40~44.56 mg·kg-1;4批次检出DG,含量为21.79~31.23 mg·kg-1,其他抗氧化剂均未检出。

3 结论

本文系统地研究了凝胶色谱净化系统对山茶油样品前处理净化效果,建立了高效液相色谱法同时测定山茶油中9种抗氧化剂的分析方法。结果表明,该方法简便、灵敏,各检测指标均满足分析检测的要求,适用于山茶油中9种抗氧化剂的快速定性、定量分析。

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