徐爱军 李丹

摘要 [目的]建立大豆粕中溶剂残留的测定方法。[方法]讨论了新旧国标以及AOCS 2种方法对豆粕中六号溶剂残留测定结果的影响，分析了溶剂提取过程机理，寻找较合适的提取溶剂。[结果]N，N-二甲基甲酰胺（DMF）作为提取溶剂能够有效地提取豆粕中的六号溶剂，提取效率达到90%以上，同时气液平衡常数 k 3也较大，方法灵敏度高，重现性好。[结论]该研究在方法质控水平上获得了满意的结果，可为大豆粕中溶剂残留的测定提供参考。

关键词 大豆粕；六号溶剂；N，N-二甲基甲酰胺；平衡常数

中图分类号 S816.17文献标识码 A文章编号 0517-6611（2018）01-0178-03

Abstract [Objective]To establish a method for determination of residual solvents in soybean meal. [Method]The effects of several methods of new and old national standard and AOCS on the determination of residual solvent-extracted oil No.6 in soybean meal were discussed. The mechanism of solvent extraction was analyzed and the suitable extraction solvent was found. [Result]DMF can be used as solvent to extract solvent-extracted oil No.6 in soybean meal. The extraction efficiency is more than 90%， and the gas liquid equilibrium constant K 3 is also larger. The method has high sensitivity and good reproducibility. [Conclusion]Satisfactory results were obtained in the method of quality control， which could provide reference for the determination of residual solvents in soybean meal.

Key words Soybean meal；Solvent-extracted oil No.6；N， N-dimethylformamide；Equilibrium constant

豆粕是浸出工藝的主要副产品，如果粕中残留溶剂过高会造成油成本过高，而且作为饲料会有一定危害[1]。浸出工艺一般采用的提取溶剂为六号溶剂，其易挥发、易燃、易爆。六号溶剂含少量芳烃及硫化物杂质，有较大毒性[2-3]，大量吸入还具有麻醉性。豆粕中溶剂残留量过高，不仅影响饲用品质，对人体健康也会间接造成很大的危害。因此，国标规定其作为豆粕的卫生指标最大限量不能超过500 mg/kg[4]。

2017年6月23日之前，豆粕中六号溶剂残留量的测定主要采用GB/T 5009.117—2003，测定原理是“一定温度下，使溶剂残留气化达到平衡时，取液上气体进气相色谱测定”，其具体操作是没有基质曲线，称样品前先在顶空瓶中放置2张直径稍小于瓶底内径的滤纸，在滤纸上加注0.5 mL水，再将样品称在滤纸上，封口，放入烘箱中加热。这种做法也可以理解为利用水蒸气将上层豆粕中残留的六号溶剂蒸出来，且默认六号溶剂能够完全挥发出来，因为标准曲线中加入的标样是完全分散在气相中的。这与实际情况有些出入。2017年6月23日之后采用的方法是GB 5009.262—2016，测定原理明确说明是“经过一定时间后达到气相/液相间浓度的动态平衡，用顶空气相测定上层气相中的溶剂残留的含量”，具体操作是做了基质曲线，称3 g样品于20 mL顶空瓶中，向其中加入0.4 mL水，密封，待测。水是直接加在豆粕上，测定原理的表述只有气液平衡而没有气固平衡，因此只能认为0.4 mL水的作用是为了溶解或提取豆粕中的六号溶剂，进而在加热过程中达到气液动态平衡。而事实上，0.4 mL的水相对于3 g豆粕来说，不管如何转动混合，都存在很大一部分粕没有与水接触，且豆粕颗粒大小不一，本身的水分含量也不尽相同，因此测定结果的稳定性很难保证。

目前，六号溶剂残留测定方法的研究大多集中在食用油或食品中[5-6]，关于豆粕中六号溶剂残留的测定方法报道较少。笔者建立了豆粕中六号溶剂残留的测定方法，在方法质控水平上获得了满意的结果，可供今后参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与主要试剂。原料：大豆粕，国内某大型油脂生产企业提供。

主要试剂：三醋酸甘油酯、N，N-二甲基甲酰胺（DMF），迪马科技有限公司；压榨花生油，市售；

六号溶剂标准溶液（10 mg/mL），国家粮食局科学研究院。

1.1.2 主要仪器。

顶空气相色谱火焰离子化检测器（HS-GC-FID）、20 mL顶空瓶，美国安捷伦科技有限公司。

1.2 顶空条件

炉温度80 ℃，平衡时间30 min，气相循环时间24 min。

1.3 色谱条件

色谱柱为DB-1（30.00 m×0.32 mm，0.25 μm），进样口温度100 ℃，检测器温度200 ℃，分流比50∶1，柱流速1 mL/min；程序升温：50 ℃保持6 min，以20 ℃/min升到200 ℃，保持2 min。

1.4 方法

1.4.1 试验一。为了考察加水量对测定结果的影响，设计试验如下：

分别称取A、B、C 3种豆粕2 g于20 mL顶空瓶中，各11份，共33份，在每种豆粕的11个顶空瓶中分别加入0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 mL煮沸过的去离子水，立即封盖，摇匀，待测。

1.4.2 试验二。为了考察平衡时间和平衡方式对测定结果的影响，设计试验如下：

分别称取A豆粕5 g于7个20 mL顶空瓶中，其中1个不加标，其余6个分别加入浓度为100、200、1 000、2 000、5 000、10 000 μg/mL的标准溶液各50 μL，立即封盖，摇匀，视为一份；同样方法再准备2份。一份立即上机，一份室温存放24 h后上机，一份在振荡器上振荡4 h后再室温存放20 h后上机。

1.4.3 试验三。为了考察水对六号溶剂的提取效率，设计试验如下（此试验中的豆粕质量、加水量与AOCS “总六号溶剂”的测定方法保持一致）：

称取B豆粕5 g于20 mL顶空瓶中，加2.5 mL煮沸过的去离子水，封盖。将顶空条件改为炉温度110 ℃，平衡时间为90 min，其余条件不变，待顶空瓶扎完针后立即开启顶空瓶盖，释放上层气体，冷却后再封上，如此重复5次。

1.4.4 试验四。为了考察不同提取溶剂对六号溶剂的提取效率，设计试验如下：

分别称取A豆粕2 g于4个20 mL顶空瓶中，其中2个不加标，2个加入2 000 μg/mL的六号溶剂标准溶液50 μL，再迅速加入5 mL提取溶剂，立即封盖，摇匀，待测。提取溶剂分别为煮沸过的去离子水、DMF、三醋酸甘油酯和压榨花生油。

上机测完后，开启顶空瓶盖，滤出溶剂，弃去，残渣再用相应溶剂冲洗2遍，再转移到新的顶空瓶中，封盖，待测。

1.4.5 试验五。为了考察不同的称样量对测定结果的影响，设计试验如下：

以A豆粕为基质粕，称取2 g豆粕于7个20 mL顶空瓶中，其中1个做空白，其余6个分别加入浓度为100、200、1 000、2 000、5 000、10 000 μg/mL的标准溶液各50 μL，立即加入5 mL DMF，封盖，摇匀上机。曲线浓度即为0、5、10、50、100、250和500 μg。以浓度为横坐标，各自的峰面积扣去空白后为纵坐标，同样方法作1 g称样量的基质曲线。

称取D、E、F、G 4种豆粕2 g和1 g各3份，其中1份做加标，加标量为100 μg，计算回收率。

2 结果与分析

2.1 对新旧国标方法的评价

新旧国标方法都是在有豆粕存在的密閉体系中加了0.4或0.5 mL水，利用水将豆粕中的六号溶剂溶解或提取出来从而达到气液动态平衡或是利用水蒸气的蒸发将豆粕中的六号溶剂蒸出来。但从图1可以看出，不加水时，A、B、C 3种粕峰面积相对较小，随着加水量的增大，峰面积迅速增大，当加水量小于1.0 mL时，加水量的变化对溶剂残留的测出值影响显著，且不同的粕影响也有差别。而当加水量在0.4 mL或0.5 mL时，测定结果处于显著变化过程中，这不利于测定结果的稳定性和重现性。显然，新旧国标的设计原理没有充分考虑到加水量对测定结果的影响。

进一步分析，不加水时，顶空瓶中主要是气固平衡，加水后，存在气固平衡、液固平衡和气液平衡。若设气固平衡 k1=气体中六号溶剂的浓度（C1）/固体中六号溶剂的浓度（C3），液固平衡k2=液体中六号溶剂的浓度（C2）/固体中六号溶剂的浓度（C3），气液平衡k3=气体中六号溶剂的浓度（C1）/液体中六号溶剂的浓度（C2），对于 A 豆粕来说，不加水时，只存在气固平衡k1，加水后存在k1、k2、k3，此时峰面积显著增大，说明k1<

2.2 对AOCS方法的评价

国外，AOCS方法将六号溶剂残留分成2个指标，一个指标是“自由”六号溶剂[7]，具体做法是不加水，将豆粕放在80 ℃平衡60 min获得的，选用正庚烷做内标，同时强调，基质曲线需在室温下平衡24 h后再放置80 ℃平衡，以保证加的标能够被基质豆粕充分吸收进而可以获得气固间的吸附解析平衡。

从表1可以看出，3种平衡方式回归方程的斜率差异较小，相对极差只有5.26%，且低浓度时，不管是否振荡，室温存放24 h的豆粕不但不能吸收外加的标，反而还会释放部分出去，这说明六号溶剂从豆粕中散发出来比较容易，而从气相中吸收到固相中以达到平衡却比较难。AOCS的这种做法显然没有达到其设计目的。

AOCS方法测定六号溶剂残留的另一个指标是总六号溶剂[8]，具体做法是5 g样品加2.5 mL水放在110 ℃平衡90 min获得的，不加内标，基质曲线放在该温度下10 min即可。从图2可以看出，即使110 ℃平衡90 min后豆粕中仍含有大量的六号溶剂，如此重复4次后，第5次测得的峰面积才趋于平缓，这说明水不能有效地将六号溶剂从豆粕中提取出来， k 2值不够理想，因此很难体现“总”字。AOCS这种做法与其设计目的也有出入。

進一步分析，由于 k1<

表2中，过滤前的峰面积大小可以反映各溶剂的k3相对大小，峰面积越大，k3越大；过滤后峰面积占过滤前峰面积百分比值可以反映各溶剂的k2相对大小，比值越大，说明k2越小。从表2可以看出，水作为提取溶剂，不仅重现性差，且k2较小，是一个持续提取的过程，因此才会出现过滤后峰面积比过滤前还要大的情况；三醋酸甘油酯作为溶剂，加标前 k2较小，而加标后k2较大，这说明加的标并没有被豆粕吸收，溶解在溶剂中，而此溶剂的k3较大，所以才会导致过滤后的k2计算结果较大，但对于样品豆粕来说，六号溶剂是存在豆粕中，如果不能有效地从豆粕中提取出六号溶剂，则其不是理想的提取溶剂；压榨油作为溶剂，k2 很小，只能提取豆粕中不到25%的六号溶剂，比较过滤前加标前后峰面积可以看出，加标后的峰面积较加标前增大幅度比其他溶剂都小很多，这说明 k 3比其他溶剂小很多；相比之下，DMF作为提取溶剂要比其他溶剂理想， k 2较大，可以有效地从豆粕中提取出90%以上的六号溶剂，且重现性好。

2.3 样品称样量的影响

比较图3和图4发现，称取2 g基质豆粕绘制的标准曲线相关系数较差，尤其当浓度点小于50 μg时，线性更差，由于空白本身有响应，该响应对高浓度点影响不大，而对低浓度点影响较大，这也导致截距较大。显然，这种影响跟称样量有关，称样量较小时，豆粕空白本身的影响相对较小，因此，称取1 g基质豆粕绘制的曲线要理想些。考虑到豆粕本身的不均匀性，而六号溶剂又极易挥发，当称样量越少时，挥发性对结果的影响越大，结果越不平行，兼顾二者，该试验认为称取1 g豆粕较为适宜。

D、E、F、G 4种豆粕来自不同客户的送检样品。从表3可以看出，当称样量为2 g时，回收率大部分在80%～130%，但对于含量较低的豆粕，回收率则很低；而当称样量为1 g时，回收率大部分在90%～110%，即使是含量较低的豆粕，回收率也能达到80%以上。这进一步说明，当样品中六号溶剂含量较低时，称样量对测定结果影响较大。

为进一步验证试验方法，对上述4种豆粕的测定结果选择性地做了低加标和高加标，以及检出限和精密度（ n =6）的测定，结果见表4和表5。

3 结论

综上所述，对于大豆粕中六号溶剂残留量的测定，经过该研究所述的前处理方法，均可以获得满意的测定结果，方法的检出限优于国标规定的10 mg/kg，灵敏度高、重现性好，即使对于低含量的豆粕，回收率也可达到80%以上，能够满足检测的要求。

参考文献

[1] 董晓丽，孙娟，张妍，等.顶空气相色谱法测定豆粕中残留溶剂研究[J].中国油料作物学报，2013，35（4）：436-440.

[2] 付忠华，任红波.顶空-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.

[3] 曹芳红.食用植物油中残留溶剂测定方法的改进[J].浙江预防医学，2005，24（1）：91-93.

[4] 国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品加工用粕类：GB 14932—2016[S].北京：中国标准出版社，2017.

[5] 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（2）：432-435.

[6] 鞠兴荣，汪海峰.顶空气相色谱法测定银杏叶提取物中的溶剂残留[J].食品科学，2000，21（11）：46-48.

[7] AOCS Official Method.“Free” Hexane Content in Extracted Meals：Ba 13-87-2009[S].（2012-12-02）[2017-10-11].http：//www.docin.com/p-543587454.html.

[8] AOCS Official Method.Total Hexane Content in Extracted Meals：Ba 14-87-2009[S].（2012-12-02）[2017-10-11].http：//www.doc88.com/p-731498466453.html.