不同色譜柱檢測植物油中脂肪酸組成條件優(yōu)化*

周 洲 張穎霞 杜 娟 楊曉磊 李 紅

(1 中儲糧油脂有限公司 100043) (2 中儲糧鎮(zhèn)江糧油質(zhì)量檢測中心有限公司 224100) (3 中央儲備糧鎮(zhèn)江直屬庫有限公司 224100)

脂肪酸組成是油脂的特征指標(biāo)之一，是植物油常見的檢測項目[1]。目前主要檢測依據(jù)是GB5009.168-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪酸的測定》，該標(biāo)準(zhǔn)有3種方法，油脂脂肪酸組成檢測一般采用第三法——歸一化法。該標(biāo)準(zhǔn)給出了色譜參考條件，參考條件中規(guī)定了所用的毛細(xì)管色譜柱為：柱長100 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.2 μm，固定相為聚二丙基硅氧烷，但沒有規(guī)定強(qiáng)極性固定相的比例，實驗室現(xiàn)有的3根強(qiáng)極性色譜柱的固定相與標(biāo)準(zhǔn)要求略有差異，使用這3種色譜柱分離37種脂肪酸甲酯混標(biāo)，并以相鄰2個脂肪酸甲酯色譜峰能完全分離(分離度大于1.5)為目標(biāo)[2]，優(yōu)化色譜柱溫條件，得到的色譜柱溫條件使用已知脂肪酸含量的油脂對其進(jìn)行結(jié)果準(zhǔn)確性驗證，以期為不同強(qiáng)極性色譜柱檢測脂肪酸條件選擇提供優(yōu)化的思路，供相關(guān)人員參考。

1 材料與方法

1.1 試劑、材料與儀器

試劑：異辛烷、甲醇：色譜純(默克)，硫酸氫鈉、氫氧化鉀、無水硫酸鈉:分析純；37種脂肪酸甲酯混標(biāo)(安譜)，菜籽油脂肪酸質(zhì)控樣品(FATACID-JTZK-01)，三種不同固定相的強(qiáng)極性色譜柱：①色譜柱HP-88：(88%-氰丙基)芳基-聚硅氧烷固定相，柱長100 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.2 μm(美國產(chǎn))；②色譜柱CP-SIL 88：高取代氰丙基固定相，柱長100 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.2 μm(美國產(chǎn))；③色譜柱MEGA-10：100%氰丙基聚硅氧烷固定相，柱長100 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.2 μm(意大利產(chǎn))。

儀器：具有氫火焰離子檢測器氣相色譜儀(美國產(chǎn))。

1.2 方法

1.2.1 油脂樣品甲酯化 2 mol/L氫氧化鉀甲醇溶液：稱取13.1 g氫氧化鉀溶于100 mL無水甲醇中，加入無水硫酸鈉過濾。

稱取60 mg油脂樣品，加入4 mL異辛烷渦旋30 s溶解，加入200 μL上述氫氧化鉀甲醇溶液渦旋1 min后靜置至澄清，加入1 g硫酸氫鈉渦旋30 s中和氫氧化鉀，靜置澄清，取上清液過0.22 μm有機(jī)相濾膜過濾后進(jìn)氣相色譜[3]。

1.2.2 色譜條件 進(jìn)樣口溫度：270℃；分流比：100∶1；進(jìn)樣體積：1 μL；檢測器溫度：280℃；檢測器輔助氣氫氣流速：30 mL/min，空氣流速：300 mL/min；載氣：氮氣。

柱溫：程序升溫先設(shè)置依據(jù)GB 5009.168-2016條件，如下：初始溫度100℃，保持13 min；100℃→180℃，升溫速率10℃/min，保持6 min；180℃→200℃，升溫速率1℃/min，保持20 min；200℃→230℃，升溫速率4℃/min，保持10.5 min。3種不同的色譜柱根據(jù)初始條件的分離情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整優(yōu)化。

2 結(jié)果與分析

2.1 HP-88柱溫條件優(yōu)化結(jié)果

通過對程序升溫條件的優(yōu)化，HP-88柱最終的柱溫條件為：100℃保持4 min，12℃/min升溫至180℃保持6 min，1℃/min升溫至200℃保持15 min，8℃/min升溫至230℃保持6 min。37種脂肪酸甲酯混標(biāo)分離效果圖譜見圖1，各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時間及峰寬見表1。當(dāng)分離度R<1時，兩峰有部分重疊，當(dāng)1.0≤R<1.5時，分離度達(dá)到98%，色譜峰基本分離;當(dāng)R≥1.5時，分離度可達(dá)99.7%，色譜峰完全分離[4]。經(jīng)計算相鄰兩個峰的分離度最小值為2.1，均大于1.5，說明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離；完成所有組分的出峰分離時間約為61 min。

圖1 HP-88柱溫條件優(yōu)化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

標(biāo)準(zhǔn)推薦的色譜柱固定相為聚二氰丙基硅氧烷強(qiáng)極性固定相，參考柱溫條件下完成所有組分的出峰分離時間約為82 min，HP-88色譜柱固定相為(88%-氰丙基)芳基-聚硅氧烷，極性比標(biāo)準(zhǔn)參考略小，但改變柱溫、升溫程序以及升溫速度等條件，可以改善混合標(biāo)準(zhǔn)品分離度[5-6]，提前開始升溫使分子量比較小的加快出峰，升溫速率也適當(dāng)增加，圖中顯示的各組分之間的分離度也是能滿足要求的。

表1 HP-88分離37種脂肪酸甲酯分離情況

2.2 CP-Sil 88柱溫條件優(yōu)化結(jié)果

通過對程序升溫條件的優(yōu)化，CP-Sil 88柱最終的柱溫條件為：100℃保持4 min，12℃/min升溫至190℃保持6 min，2℃/min升溫至210℃保持5 min，12℃/min升溫至190℃保持10 min，8℃/min升溫至230℃保持3 min。37種脂肪酸甲酯混標(biāo)分離效果圖譜見圖2，各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時間及峰寬見表2，經(jīng)計算相鄰的兩個峰的分離度最小值為2.5，均大于1.5，說明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離；完成所有組分的分離出峰時間約為59 min。

圖2 CP-Sil 88柱溫條件優(yōu)化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

與HP-88色譜柱比較類似，CP-Sil 88并非100%純強(qiáng)極性固定相，但對于脂肪酸具有極好分離效果，幾種常見的順反異構(gòu)體都能較好的分離，檢測時間相對于標(biāo)準(zhǔn)參考條件的也縮短很多，但C20:1、C22:1和C24:0的出峰順序稍有差別。脂肪酸檢測耗時較長，實驗結(jié)果不僅要考慮是否得到較好的分離，檢測時長、分離度等因素也是需要考慮的因素[7-8]。

2.3 MEGA-10柱溫條件優(yōu)化結(jié)果

通過對程序升溫條件的優(yōu)化，MEGA-10柱最終的柱溫條件為：100℃保持4 min，12℃/min升溫至190℃保持6 min，2℃/min升溫至210℃保持5 min，12℃/min升溫至190℃保持10 min，8℃/min升溫至230℃保持3 min。37種脂肪酸甲酯混標(biāo)分離效果圖譜見圖3，各峰代表的脂肪酸、各峰的保留時間及峰寬見表3，經(jīng)計算相鄰的兩個峰的分離度最小值為2.3，均大于1.5，說明37種脂肪酸甲酯得到了有效的分離；完成所有組分的分離出峰時間約為50 min。

表2 CP-Sil 88分離37種脂肪酸甲酯分離情況

圖3 MEGA-10柱溫條件優(yōu)化后分離37種脂肪酸甲酯色譜圖

表3 MEGA-10分離37種脂肪酸甲酯分離情況

MEGA-10色譜柱固定相為100%氰丙基聚硅氧烷，相比前兩種色譜柱固定相的極性更強(qiáng)一些，對37種脂肪酸甲酯這種復(fù)雜組分分離效果更好[9]，選擇的柱溫升溫條件與CP-Sil 88一致，全部組分完成分析的時間是本研究使用的3種色譜柱種最短的，比標(biāo)準(zhǔn)參照條件減少約30 min，有效提升了分析效率；另外MEGA-10色譜柱相比前兩種色譜柱，使用成本方面還有一定的優(yōu)勢。

2.4 植物油樣品測定

為進(jìn)一步驗證柱溫條件優(yōu)化的效果，選取一已知結(jié)果的菜籽油質(zhì)控樣品，分別采用HP-88、CP-Sil 88、MEGA-10三種不同的色譜柱進(jìn)行檢測分析，主要脂肪酸結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如表4。

由表4可以看出，HP-88色譜柱檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的相對差值在-4.3%～2.0%，CP-SIL 88色譜柱檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的相對差值在-1.1%～5.5%，MEGA-10色譜柱檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值的相對差值在-1.5%～7.1%，均符合GB 5009.168-2016中在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨立測定結(jié)果的絕對差值不得超過算術(shù)平均值的10%的精密度要求，代入質(zhì)控樣計算Z值結(jié)果均小于2，說明3種色譜柱均能準(zhǔn)確檢測脂肪酸，方法有效[10]。

3 結(jié)論

按照GB 5009.168-2016的基礎(chǔ)條件，選擇HP-88、CP-Sil 88和MEGA-10強(qiáng)極性固定相色譜柱分離37種脂肪酸甲酯，雖然不同色譜柱本身的固定相不同，但均為強(qiáng)極性色譜柱且極性相似。通過對柱溫條件的優(yōu)化，使各脂肪酸甲酯色譜峰都能完全分離，分離度最小為2.1，均能滿足完全分離的分析要求，分析時間相比標(biāo)準(zhǔn)中參考圖譜都有一定程度的減少，有利于提升分析效率。CP-Sil 88分析個別脂肪酸甲酯的出峰順序與其他兩種色譜柱略有區(qū)別，使用3種色譜柱對菜籽油質(zhì)控樣品進(jìn)行分析，不同脂肪酸甲酯檢測結(jié)果與證書標(biāo)準(zhǔn)值差率最大分別為7.1%，能滿足方法對于精密度的要求。本研究采用的3種品牌的色譜柱，通過對柱溫條件優(yōu)化，得出相對較好的分析條件、出峰順序以及指紋圖譜，可供其他使用者在進(jìn)行植物油脂肪酸組成檢測時參考。

表4 不同色譜柱檢測脂肪酸質(zhì)控樣品結(jié)果比較 (單位：%)