关键词:食用油;抗氧化剂;GB 5009.32-2016;回收率
1 固相萃取小柱的选择和分布收集
在国标GB 5009.32-2016中,采用的是C18固相萃取柱,在SPE操作过程中,分布收集是一种非常实用的实验技巧,分布收集就是通过收集上样液、淋洗液、洗脱液甚至进行二次洗脱,并上机分析,从而判断目标化合物具体损失的环节,明确实验步骤中具体需要优化的环节。
根据以上讲述,确定实验方案,进行实验,得出了实验数据。
基质:植物油
准确称取混合均匀的试样1g(精确至0.01 g)于50mL离心管中,加标(1000ppm,100ul),加入5mL乙腈饱和的正己烷溶液溶解样品,涡旋1min,静置10min,用5mL正己烷饱和的乙腈溶液涡旋提取2min,3000r/min离心5min,收集乙腈层于另一50mL离心管中,再重复使用5mL正己烷饱和的乙腈溶液提取2次,合并3次提取液,待上样。(实验过程记得避光操作)
净化
小柱: C18 SPE 小柱500mg/6mL
活化:5ml甲醇
平衡:5ml乙腈
上样:全部待净化液 ,收集
洗脱:5ml乙腈:甲醇(2:1),收集
二次洗脱:10ml乙腈:甲醇(2:1),收集。
氮吹浓缩:全部上样液和洗脱液一起收集浓缩,在40℃下旋蒸至1ml左右,转移至15mL离心管中,用少量乙腈润洗旋蒸瓶3次,合并后40℃氮吹至0.5mL,用乙腈定至2mL,涡旋30s,过0.22um PVDF或PTFE滤头后,用高效液相色谱仪配二极管阵列检测器测定。
平行样:每个做一个基质空白,两个基质加标,其实验结果如下:
名称 | 基质加标回收率(%) | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
PG | THBP | TBHQ | NDGA | BHA | Ionox-100 | OG | DG | BHT | |
C18 小柱基质加标上样-1 | 78.85 | 72.04 | 38.10 | 81.50 | 85.60 | 86.60 | 76.00 | 73.80 | 57.10 |
C18 小柱基质加标上样-2 | 84.60 | 75.80 | 44.40 | 84.40 | 89.80 | 88.80 | 83.10 | 81.10 | 62.30 |
C18 小柱基质加标洗脱-1 | 7.40 | 8.50 | 0.00 | 5.30 | 2.80 | 3.50 | 8.90 | 10.80 | 3.70 |
C18 小柱基质加标洗脱-2 | 5.80 | 10.00 | 0.00 | 6.00 | 1.20 | 1.40 | 6.60 | 9.30 | 3.30 |
C18 小柱基质加标二次洗脱-1 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.20 | 0.60 | 0.10 | 0.00 | 1.10 |
C18 小柱基质加标二次洗脱-2 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.10 | 0.60 | 0.10 | 0.10 | 0.40 |
通过以上实验数据,我们可以看到上样液中检测到大部分的目标物,C18小柱对9种抗氧化剂的保留率都非常低,二次洗脱中有少量的目标物,而且比较上样、洗脱和二次洗脱回收率之和可以发现,HC-18对TBHQ和BHT的回收率均较低。
然而GB 5009.32-2016却明确写道:
这里再次说明下固相萃取小柱有两种工作模式:一种是除杂模式:如C18小柱,农药残留用的小柱等,还有一种是洗脱模式:如着色剂小柱,瘦肉精用的MCX小柱等;GB 5009.32-2016将c18小柱的工作模式误认为是洗脱模式了,所以才会出现将上样液给予弃去的情形。
因此,接下来的实验就需要增加洗脱液体积,上样液和洗脱液一起接收,并且想办法提高TBHQ和BHT的回收率。
2 添加保护剂
为什么TBHQ和BHT的回收率依然低,通过查阅资料和文献,终于在一份行业标准中发现了秘密,在行业标准SNT3849-2014《出口食品中多种抗氧化剂的测定》中,在进行抗氧化剂的提取时,它在提取溶剂正己烷饱和的乙腈中添加了L-抗坏血酸棕榈酸酯(AP),L-抗坏血酸棕榈酸酯( AP) 对金属离子有螯合作用能够促进氧化的微量金属离子钝化,从而降低抗氧化剂在提取和浓缩过程中被氧化的程度, 减缓抗氧化剂的氧化速率,提高回收率。另外,在试验确定的检测条件下 AP 不会对其他抗氧化剂造成干扰。
又进行了一次实验,添加AP和不添加AP 进行比较,实验方案和实验数据如下。
基质 植物油
含AP的正己烷饱和的乙腈溶液:1L正己烷饱和的乙腈中溶解0.1gL-抗坏血酸棕榈酸酯(AP)
前处理1:准确称取混合均匀的试样1g(精确至0.01 g)于50mL离心管中,加标(1000ppm,100ul),加入5mL乙腈饱和的正己烷溶液溶解样品,涡旋1min,静置10min,用5mL正己烷饱和的乙腈溶液涡旋提取2min,3000r/min离心5min,收集乙腈层于另一50mL离心管中,再重复使用5mL正己烷饱和的乙腈溶液提取2次,合并3次提取液,待上样。(实验过程记得避光操作)
前处理2:准确称取混合均匀的试样1g(精确至0.01 g)于50mL离心管中,加标(1000ppm,100ul),加入5mL乙腈饱和的正己烷溶液溶解样品,涡旋1min,静置10min,用5mL含AP的正己烷饱和的乙腈溶液涡旋提取2min,3000r/min离心5min,收集乙腈层于另一50mL离心管中,再重复使用5mL含AP的正己烷饱和的乙腈溶液溶液提取2次,合并3次提取液,待上样。(实验过程记得避光操作)
净化
小柱:C18 SPE 小柱500mg/6mL
活化:5ml甲醇
平衡:5ml乙腈
上样:全部待净化液 ,收集
洗脱:15ml乙腈:甲醇(2:1),收集
氮吹浓缩:全部上样液和洗脱液一起收集浓缩,40度氮吹至干,加2ml乙腈定容,过0.22μm PTFE滤膜,上机分析。
平行样:每种前处理方法做一个基质空白,两个基质加标
可以发现,添加AP后,TBHQ回收率已达到90以上,而BHT虽然有提高,但是回收率依然达不到要求,因此还需要进行再次优化。
3 增加提取次数
BHT的回收率依然不好,又进行了一系列实验,比如氮吹不吹干等,发现回收率依然没有提高,在这种情况下,又测了一下提取液的回收率,果然,BHT的回收率只有60,这可能是由于BHT易溶于油脂中,在液液萃取过程中不容易提取出来。因此,遵循“少量多次”的提取原则,将国标GB 5009.32-2016中的提取次数由3次增加到了5次,发现BHT的回收率终于达到了80以上,最终确定的实验方案和实验数据如下。
基质 植物油
含AP的正己烷饱和的乙腈溶液:1L正己烷饱和的乙腈中溶解0.1gL-抗坏血酸棕榈酸酯(AP)
准确称取混合均匀的试样1g(精确至0.01 g)于50mL离心管中,加入3mL乙腈饱和的正己烷溶液溶解样品,涡旋1min,静置10min,用3mL含AP的正己烷饱和的乙腈溶液涡旋提取2min,3000r/min离心5min,收集乙腈层于另一50mL离心管中,再重复使用3mL含AP的正己烷饱和的乙腈溶液提取4次,合并5次提取液,待上样。
净化
小柱:C18 SPE 小柱500mg/6mL
活化:5ml甲醇
平衡:5ml乙腈
上样:全部待净化液 ,收集
洗脱:15ml乙腈:甲醇(2:1),收集
全部上样液和洗脱液一起收集浓缩,在40℃下旋蒸至1ml左右,转移至15mL离心管中,用少量乙腈润洗旋蒸瓶3次,合并后40℃氮吹至0.5mL,用乙腈定至2mL,涡旋30s,过0.22um PVDF或PTFE滤头后,用高效液相色谱仪配二极管阵列检测器测定。
平行样:一个基质空白,两个基质加标
仪器测定条件
仪器:HPLC-DAD
色谱柱:C18(4.6*100mm*2.6um)
流动相梯度:
流速:1.0mL/min;
柱温:35 ℃
进样量:10μL
检测器波长:280nm
实验谱图
1:50ppm标准谱图
2:植物油基质空白谱图
3:植物油基质加标50ppm
最后,再总结一下,进行SPE操作回收率不好时,该怎么优化。最重要一步的就是分布收集,发现目标物损失的步骤,进行改善,如果回收率依然不好,就需要考虑提取的步骤,目标物的性质(是不是易降解)等,大家都学会了吗?依GB 5009.32-2016测定食用油中的抗氧化剂前处理优化后的结果:用含AP的正己烷饱和的乙腈溶液提取,并重复提取4次,合并5次提取液;净化时:过C18小柱时要将全部上样液和洗脱液一起收集浓缩,并注意整个实验过程要避光进行(用棕色的离心管,棕色的旋蒸瓶,棕色的液相进样小瓶),这样各种抗氧化剂的回收率可达到90%以上。