油料油脂酚类化合物测定中样品前处理技术的研究进展

2017-09-26郎呼呼张良晓李培武

分析测试学报 2017年9期

郎呼呼，张良晓，李培武，李季，喻理，张奇

(1.中国农业科学院油料作物研究所，湖北武汉 430062；2.农业部油料作物生物学与遗传改良重点实验室，湖北武汉 430062；3.农业部油料作物风险评估重点实验室(武汉)，湖北武汉 430062；4.农业部生物毒素检测重点实验室，湖北武汉 430062；5.农业部油料及制品质量监督检验测试中心，湖北武汉 430062；6.中国地质大学(武汉) 材料与化学学院，湖北武汉 430074)

郎呼呼1,6，张良晓1,3,5*，李培武1,3,4,5*，李季6，喻理1,2,5，张奇1,4,5

该文主要综述了油料油脂酚类化合物测定中的样品前处理技术研究进展，包括液液萃取、超声波辅助萃取、微波辅助萃取、超临界流体萃取、固相萃取以及磁固相萃取等。比较了不同前处理技术的优缺点，并对油料油脂酚类化合物测定中样品前处理技术研究趋势进行了展望。

食用植物油；油料；酚类化合物；前处理技术；综述

食用植物油是人们日常生活饮食必需品，富含不饱和脂肪酸、植物甾醇、生育酚及酚类化合物等，对人体健康起着关键性作用。其中，酚类化合物具有良好的抗氧化性、抗癌性、抗炎性，能有效清除人体自由基，预防和治疗冠心病、动脉粥样硬化等[1-6]。食用植物油及油籽中酚类化合物一般属于痕量成分，因此需合适的前处理技术进行纯化和富集。目前，食用植物油及油籽中酚类化合物的提取方法主要有液液萃取、超声波辅助萃取、微波辅助萃取、超临界流体萃取、固相萃取及磁固相萃取等。本文对油料油脂酚类化合物的前处理技术研究进展进行了综述。

1 液液萃取法

液液萃取法(Liquid-liquid extraction，LLE)基于分析物在各溶剂中的分配比例不同进行萃取。裴梦雪等[7]采用LLE法提取橄榄油中酚类化合物，发现当甲醇-水体积分数为60%、提取时间为60 min、料液比为2 mL/g、反复萃取3次后获得的酚类含量最高；Artajo等[8]利用LLE法分别提取橄榄油、橄榄渣和橄榄酱中酚类化合物，发现橄榄油中的酚类化合物含量最高，具有良好的营养价值；del Monaco等[9]采用甲醇-1% HCl溶液(7∶3，体积比)萃取不同地区橄榄油中的酚类物质，发现莫利塞区域橄榄油的酚类含量最高，抗氧化性最强；另外，Becerra-Herrera等[10]采用改进后的LLE法提取橄榄油中酚类化合物，方法的样品量、有机溶剂、萃取时间均明显减少，且回收率保持在90%，基质影响小，是一种可靠的新型分析方法。LLE方法具有装置简单、操作容易等特点，但需消耗大量有机溶剂，且对实验者健康不利，具有一定局限性。

2 超声波辅助萃取法

超声波辅助萃取法(Ultrasonic-assisted extraction，UAE)是利用超声波强烈的空化效应、机械效应及热效应使细胞组织破坏，然后分析物被有机溶剂直接萃取出来。张佰清等[11]利用UAE法提取芝麻中芝麻素,并结合响应曲面法优化最佳萃取条件，当提取时间为33 min，料液比为1∶15，提取温度为60 ℃，超声波功率为330 W时，芝麻素的萃取得率高达56.56 mg/g；卢晓霆等[12]采用UAE法提取葡萄籽中酚类营养成分，并结合响应曲面法探讨了液料比、超声时间、超声功率和超声温度对萃取效率的影响。结果表明，当液料比为13∶1 mL/g，萃取时间为100 min，超声功率为36 W，超声温度为45 ℃时，酚类化合物的提取量高达17.22 mg/g；Chen等[13]采用UAE法提取大豆油渣中异黄酮类化合物，对物料比、提取时间、超声功率进行优化后，获得高含量的异黄酮，证明大豆具有良好的营养价值；此外，Ghafoor等[14]采用UAE法提取葡萄籽中酚类营养成分，并结合中心复合旋转设计(CCRD)对萃取溶剂、萃取温度、萃取时间进行条件优化，结果表明当乙醇含量为53.06%，萃取温度为53.13 ℃，萃取时间为29.49 min时，花青素的含量最高，为2.28 mg/mL，与实际测定值2.29 mg/mL相吻合，是一种可行的前处理方法。UAE方法操作简单，设备成本低，能加快萃取进程等，但需消耗大量有机溶剂。

3 微波辅助萃取法

微波辅助萃取(Microwave-assisted extraction，MAE)是利用高频电磁波穿透萃取介质使目标化合物与基体分离的过程，这种方式能保持分析物的原本形态。同时，微波具有波动性、高频性、热特性和非热特性等，因此，该方法有机溶剂用量少、步骤简单、萃取效率高，被称为“绿色提取工艺”，但其影响因素多，如萃取溶剂、萃取温度、萃取时间、溶液pH值等。吕杰等[15]采用MAE法提取油茶籽酚类化合物，并结合响应曲面法进行条件优化。结果表明，当微波功率为800 W，提取时间为35 s，料液比为1∶16时，萃取效率最高；陈志强等[16]采用MAE法提取黑芝麻中芝麻素，通过正交设计确定最佳萃取条件：提取液为90%乙醇、料液比为1∶8(g/L)、微波功率为700 W、萃取时间为9 min；Ballard等[17]采用MAE法提取花生皮中白藜芦醇，利用响应曲面法优化出最佳萃取条件，当微波功率为90%，微波时间为30 s，物料为1.5 g时，目标物萃取量最大，成功建立了花生皮中白藜芦醇的提取方法；Beejmohun等[18]采用MAE法提取亚麻籽中木酚素等酚类化合物，考察了微波功率、提取时间和碱处理对萃取效率的影响。结果表明，萃取时间仅需3 min，与传统液液萃取法相比，该方法更加高效。

4 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法(Supercritical fluid extraction，SFE)是以超临界流体为溶剂，利用其气、液两重性特点，在高温高压条件下调节组分溶解度和溶剂选择性，从而分离目标化合物的方法。此方法萃取效率高，无有机溶剂残留，对环境污染小。但萃取目标物的种类具有局限性，前处理繁琐，设备成本高。张艳军等[19]采用超临界CO2流体萃取法提取花椒中黄酮类化合物，结果显示当提取压力为35 MPa，温度为50 ℃，时间为150 min，物料比为4.0 mL/g时，萃取效率最高(可达19.6%)，是一种简单、快捷、经济、环保的提取工艺；任彦荣等[20]采用超临界CO2流体萃取法提取大豆中异黄酮类化合物，并结合均匀设计法考察萃取压力、萃取时间、萃取温度及药材粒度4种因素对大豆异黄酮提取率的影响，确定最佳萃取压力为45 MPa、萃取温度50 ℃、萃取时间 4 h、药材粒度40目。Ghafoor等[21]利用超临界流体萃取法提取葡萄籽中酚类化合物，并结合正交设计法和响应曲面法考察了压力和乙醇(改性剂)对提取率的影响，发现葡萄籽中2-(4-羟苯基)乙醇含量为207～65 688 μg/mL；另外，Rempel等[22]利用超临界CO2流体萃取菜籽饼粕的油，考察了压力、温度、共溶剂对油中酚类化合物含量的影响，结果表明该法能有效保留多酚化合物，是一种可行的前处理方法。

5 固相萃取法

固相萃取法(Solid-phase extraction，SPE)根据固相填充材料对目标物的吸附力大于样品基液，当样品过柱时，目标物被填料吸附，通过合适的洗脱溶剂将目标物洗脱下来，从而达到分离和富集的效果。与传统液液萃取法相比，SPE法可选择性吸附目标物，有效避免基质影响，溶剂耗量少，灵敏度高，且能自动化，避免外界干扰。但SPE小柱成本高，柱填料不具通用性和重复使用性。罗凡等[23]利用固相萃取/高效液相色谱分析法，建立了茶油中23种酚类物质的同步检测技术。其线性范围为0.059～9.115 μg/g，检出限为0.041～0.379 μg/g，相对标准偏差(RSD)为0.7%～10.1%，平均回收率为72%～101%。该方法准确、可靠，适于茶油中酚类化合物的检测。陈凤香等[24]利用SPE法提取芝麻油中芝麻素、芝麻林素和细辛素3种芝麻木脂素含量。优化条件下，芝麻素、芝麻林素和细辛素的平均回收率为97.8%、98.1%和98.9%，平均RSD为2.24%、2.30%和2.81%，是一种快速、简便、准确和重复性好的木脂素提取方法；Garrido等[25]使用Diol cartridges固相萃取小柱提取食用油中8种酚类化合物，回收率为70%～111%，通过测定不同食用植物油发现，橄榄油中这些酚类物质含量最高，而葵花油最低；另外，de la Torre-Carbot等[26]利用SPE法结合高效液相色谱-质谱联用仪建立了初榨橄榄油中23种酚类化合物的分析方法，该方法具有良好的回收率、精密度及线性范围，是一种可行的分析方法。

6 磁固相萃取法

磁固相萃取(Magetic-solid phase extraction,M-SPE)基于传统液-固色谱理论，将磁性材料作为固相萃取吸附剂。在萃取过程中，磁性吸附剂直接添加到样品溶液中，目标物吸附在材料表面后，舍弃样品液，然后通过适当的洗脱溶剂将目标物与材料分离。该方法步骤简单、效率高、成本低，适用于样品前处理，被誉为“21世纪分离富集领域的革命性技术”。吴娆等[27]利用四氧化三铁-羧基化多壁碳纳米管复合材料富集紫苏籽油中11种酚类化合物，回收率为79.6%～121.5%，RSD为0.06%～13.2%，方法操作简单，准确可靠；Shi等[28]基于四氧化三铁/石墨烯复合材料对样品进行预处理，结合超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱建立了葵花籽中新烟碱类农药和植物油中酚酸的检测方法，该方法的回收率为74.3%～119.1%，RSD为1.66%～2.86%，是一种可行的新型分析方法；Wu等[29]利用磁固相萃取法提取芝麻油中23种酚类化合物，通过优化吸附剂用量、萃取时间、洗脱溶剂种类和用量等多种因素获得最佳萃取条件，其回收率为83.8%～125.9%；Ma等[30]基于磁性亲水性碳纳米管复合材料，成功提取出食用植物油中反式白藜芦醇，通过优化吸附剂用量、洗脱溶剂种类和体积等获得了最高萃取效率，其回收率为90.0%～110.0%。结果表明，仅花生油中含有反式白藜芦醇，含量为8～103 μg/kg。综上所述，磁固相萃取法是一种可行的前处理方法，适用于食用植物油及油籽中酚类化合物的提取。

7 总结与展望

表1从样品量、溶剂耗量、萃取时间、萃取效率、萃取种类、设备成本、材料重复使用率等多个指标考察了上述前处理技术的优缺点。由表可知，磁固相萃取技术所需溶剂少、操作简单、萃取效率高、经济、环保，能快速实现食用植物油及油籽样品中酚类痕量化合物的纯化与富集，是一种更高效的前处理方法。

表1 6种前处理方法的优缺点比较Table 1 The comparison of advantages and disadvantages for six pretreatment methods

*:no data

由于油料油脂中酚类化合物含量多较低，其提取方法多采用液液萃取、超声波辅助萃取、微波辅助萃取、超临界流体萃取、固相萃取及磁固相萃取等。其中，液液萃取、超声波辅助萃取、微波辅助萃取、超临界流体萃取等属于传统萃取法，这些方法消耗大量样品和有机溶剂的同时，还带来了复杂的基质，对检测样品中痕量成分影响较大。针对这些问题，液液萃取-固相萃取等串联方法成为该领域的发展方向[31]。固相萃取能对目标分析物进行选择性吸附，复杂样品进行纯化和富集后，结合仪器能实现更加灵敏、准确的定性定量分析。而磁固相萃取技术是基于固相萃取，结合新型磁性复合材料发展的一种新型前处理方法，具有更加简单、高效、经济和环保等优势，成为油料油脂中酚类化合物提取研究的发展趋势。

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Research Progress on Pretreatment Technologies in Determination of Phenolic Compounds in Oilseeds and Edible Oils

LANG Hu-hu1,6，ZHANG Liang-xiao1,3,5*，LI Pei-wu1,3,4,5*，LI Ji6，YU Li1,2,5，ZHANG Qi1,4,5

(1.Oil Crops Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430062,China;2.Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Oil Crops,Ministry of Agriculture,Wuhan 430062,China;3.Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Oilseed Products(Wuhan),Ministry of Agriculture,Wuhan 430062,China; 4.Key Laboratory of Detection for Mycotoxins,Ministry of Agriculture,Wuhan 430062,China; 5.Quality Inspection and Test Center for Oilseed Products,Ministry of Agriculture,Wuhan 430062,China; 6.Faculty of Materials Science and Chemistry,China University of Geosciences(Wuhan),Wuhan 430074,China)

The research progress on pretreatment technologies in determination of phenolic compounds in edible vegetable oil and oilseeds was mainly summarized,such as liquid-liquid extraction,ultrasonic-assisted extraction,microwave-assisted extraction,supercritical fluid extraction,solid phase extraction and magnetic solid phase extraction.Advantages and disadvantages of these technologies were compared and analyzed.The trends and future perspectives of pretreatment technologies for phenolic compounds in edible vegetable oil and oilseeds were also discussed.

edible vegetable oil; oilseeds; phenolic compounds; pretreatment;review

O625.3; G353.11

：1004-4957(2017)09-1166-05

2017-04-13；

：2017-05-20

国家农产品质量安全风险评估重大项目(GJFP2017001，GJFP2017015-02)；农业部、财政部专项课题“国家油菜现代产业技术体系建设”(批准号:CARS-13)；中央级科研院所基本科研业务费专项(1610172017008)

：张良晓，博士，副研究员，研究方向：食用植物油质量安全与营养，Tel：027-86711839，E-mail：liangxiao_zhang@hotmail.com 李培武，博士，二级研究员，研究方向：农产品质量安全与风险评估，Tel：027-86812862，E-mail：peiwuli@oilcrops.cn

10.3969/j.issn.1004-4957.2017.09.020