植物油脂中苯并芘测定方法的研究

植物油脂中苯并芘测定方法的研究　

辛明星　

（甘肃省轻工研究院有限责任公司，甘肃兰州７３００３０）　

摘要：为探究植物油中苯并芘含量的测定，试验采用反相高效液相色谱法和荧光分光光度法，对花生　

油、品牌菜籽油、大豆油、小作坊菜籽油、调和油以及橄榄油抽检样品进行了测定，并不断改进、研究样品的前　

处理方法，分析比较得出准确、灵敏、快捷的测定方法。苯并芘色谱峰面积与浓度在０～５０　ｍｇ／ｋｇ的范围呈良　

好的线性关系（Ｒ　＝１），方法最低检测限为０．５　ｐｐｂ，苯并芘的回收率为７０．４％～９０．８％。　

关键词：苯并芘；植物油；反相高效液相色谱法；荧光分光光度法　

中图分类号：ＴＳ２２７文献标识码：Ｂ文章编号：１００３—６９９７（２０１８）２０—００３４—０６　

１　综述　

１．１苯并芘的概述及性质　

苯并芘又称苯并（ａ）芘，英文缩写ＢａＰ，具有公　

认致畸、致癌的慢性毒性。长期生活在含ＢａＰ的空　

气环境中，会造成慢性中毒。其是由一个苯环和一个　

芘分子结合而成的多环芳烃类化合物，分子式为　

ｃ加Ｈ　，相对分子质量为２５２．３２，常温下以结晶状态　

存在，不溶于水，微溶于乙醇、甲醇，溶于苯、甲苯、二　

甲苯、氯仿、乙醚、丙酮等有机溶剂，碱性环境下稳　

定，遇酸则不稳定，易与硝酸、过氯酸、氯黄酸等反　

应。苯并芘的种类约有十余种，较为熟知的有１，２一　

苯并芘、３，４一苯并芘及４，５一苯并芘，当燃料不完　

全燃烧时会产生深黄色的１，２一苯并芘，其具有强　

烈的致癌作用，而４，５一苯并芘是１，２一苯并芘的同　

分异构体，却没有致癌作用。苯并芘在工业上无生产　

和使用价值，一般只作为生产过程中形成的副产物　

随废气排放。　

１．２苯并芘的产生及危害　

１．２．１植物油中苯并芘的来源食用植物油的生产　

工艺主要有压榨和浸出，压榨工艺即传统的物理制　

油法；浸出工艺则需通过化学物质来制取。压榨工艺　

中的热榨方式由于高温产生一系列化学反应，有可　能直接导致食用油中含致癌物苯并芘。除了直接污　

染外还有问接污染，例如沥青污染——沥青中含有　

多环芳烃，农民将大豆晾晒到沥青路上（尤其是煤焦　

沥青铺的路）有可能导致大豆受到污染，用被污染的　

大豆压榨出的油中必然含有苯并芘；此外还有环境　

污染——大气、水和土壤中如果含有多环芳烃，可在　

植物生长的过程中污染植物，从而影响到其制品。　

１，２．２苯并芘的危害苯并芘主要通过食物或饮水　

进入人体内，经肠道吸收通过血液循环遍布于身体　

各个部位，并在乳腺和脂肪组织内不断蓄积。苯并芘　

对皮肤、眼睛有较强的刺激作用，是导致人体病变的　

诱变剂和致癌物。经动物试验发现，由口直接摄人的　

苯并芘可通过胎盘进入胎体，造成不同程度的毒性　

和致癌作用；苯并芘通过肝脏、肾等排毒器官后，随　

粪便排出体外，由于排毒不彻底，粪便中有苯并芘残　

留，粪便作为肥料施入土地，又会导致苯并芘在土壤　

中存在，进而污染种植的粮食作物，最终影响人们的　

身体健康。苯并芘的毒性超过黄曲霉毒素，不仅是多　

环芳香烃类中毒性最大的一种，也是所占比例较高　

的一种，约占环境中全部致癌多环芳烃类化合物的　

１／５。动物性试验研究表明，多环芳香烃特别是３，４一　

苯并芘与动物和人类的肺癌有一定关系，是导致肺　

收稿日期：２０１８—０９—０７　

作者简介：辛明星（１９８７－），女，甘肃兰州人，助理工程师，主要从事食品检验工作。　

３４　２０１８革第２０期（憩第５５３科）　ｅ　学　科呻　品　食ｖ　。Ｉ

Ｉ　癌的病源。　

１．３苯并芘的研究现状　

１９９３年，英国科学家Ｊ．Ｗ．Ｃｏｏｋ等人首次从沥青　

中分离出一种致癌烃３，４一苯并芘，经试验证明，该　

物质可诱发小鼠皮肤癌。由于其致癌性强，且对检测　

灵敏度高，因此被称作多环芳烃的指标化合物。　

苯并芘来源广泛、危害性较大，目前，国内外关于　

苯并芘的检测方法多种多样，但主要采用荧光分析　

法、高效液相色谱法、联用技术及免疫学检测法等。　

食品安全与人们的生活质量和生命安全息息相　

关，经调查发现由食品污染所致的疾病已占到其他　

各种原因引发疾病总发病率的第二位，其中苯并芘　

污染最为严重、常见和广泛，且食品安全已成为世界　

各国共同关注的全球安全ｌ生问题。因此，正确认识苯　

并芘的危害和来源，并采用简洁快速的检测方法至　

关重要。　

２　试验材料与方法　

２．１材料　试验用油样包括：花生油、品牌菜籽油、大豆油、　

小作坊菜籽油、调和油、散装菜籽油以及橄榄油。　

２．２试剂　

二甲基甲酰胺、氢氧化钾、无水硫酸钠、苯：重蒸　

馏、环己烷：重蒸馏或经氧化铝柱处理无荧光、无水　

乙醇、乙醇（９５％）、展开剂：乙醇（９５％）一二氯甲烷　

乙酰化滤纸、硅镁型吸附剂、层析用氧化铝：１２０％活　

化４　ｈ、水：符合ＧＢ／Ｔ６６８２规定的二级水要求、甲　

醇：色谱纯、石油醚：色谱纯（沸程３５～６０％）、乙腈：　

色谱纯、四氢呋喃：色谱纯、甲苯：色谱纯、中性氧化　

铝（１００　２００目）：活度Ⅳ级，由活度Ｉ级的中性氧　

化铝减活制备而成，将经过４５０％灼烧１２　ｈ的氧化　

铝放人密闭容器中降至室温，加入水、无水硫酸钠、　

苯并芘标准溶液、乙腈四氢呋喃混合溶液：９Ｏ　ｍｌ乙　

腈和１Ｏ　ｍｌ四氢呋喃的混合溶液。　

２．３试验仪器和设备　

旋转蒸发仪：控温４０～５０％；分析天平：感量为　

０．０００　ｇ；样品瓶：２　ｍｌ，配有可密封的盖子；脂肪提取　食品科学　

￥ｈｉＤｉｎＫｅｘｕｅ　

器；分液漏斗；层析柱：配有烧结玻璃垫和聚四氟乙　

烯旋塞；层析缸；荧光分光光度计；高效液相色谱仪；　

旋转蒸发仪：控温４０～６０％范围内；恒温水浴。　

２．４试验操作　

２．４．１　条件摸索　一是采用荧光分光光度法确定激　

发波长为２９７　ｎｍ，发射波长为４０８　ｎｍ。二是试样提　

取。称样前均质并振摇，用分析天平称取２０　ｇ花生　

油、菜籽油、大豆油、小作坊菜籽油、调和油、散装菜　

籽油、橄榄油并分别放人已编号的烧杯内，用环己烷　

冲洗烧杯将洗涤液置于２５０　ｍ１分液漏斗中；然后用　

二甲基甲酰胺提取分液漏斗中的液体二三次，收集　

二甲基甲酰胺提取液；最后用４Ｏ　ｍｌ环己烷提取剩余　

在分液漏斗中的液体，弃去环己烷液层。将收集的提　

取液转入圆底烧瓶内置于旋转蒸发仪上进行浓缩。　

三是净化。将事先准备好的活度达到四级的氧化铝　

转入层析柱内，然后加入石油醚；试验中可使用小漏　

斗加氧化铝，防止倒漏桌面上；注意氧化铝要轻、慢　

加入，且不断用洗耳球敲打层析柱壁，使其紧密；装　

好氧化铝后再加无水硫酸钠除去水，高度大约３　ｅｍ；　

最后，打开层析柱上的活塞让石油醚活化柱子，在层　

析柱装入５　ｅｍ的氧化铝，轻敲管壁使氧化铝层填　

实，再同样装入５　ｅｍ硅镁型吸附剂，上面再装入　

５　ｅｍ无水硫酸钠，用３０　ｍｌ环己烷淋洗装好的层析　

柱，待环己烷液面流下至无水硫酸钠层时关闭活塞。　

将试样环己烷提取液倒入层析柱中，打开活塞，调节　

流速１　ｍｌ／ｍｉｎ，待环己烷液面下降至无水硫酸钠层　

时，用３Ｏ　ｍｌ苯洗脱，在紫外光灯下观察，以蓝紫色荧　

光物质完全从氧化铝层洗下为止。收集苯液于５０～　

６０％水浴上减压浓缩至０．１～０．５　ｍｌ。四是分离。先将　

准备好的乙酰化滤纸条上一端５　ｃｍ处，用铅笔轻画　

一条细线，然后用玻璃棒沾取少量油样浓缩液于滤　

纸条划线上，以标准苯并芘为对照，最后将滤纸条放　

人层析缸内，加展开剂，待展开剂不在滤纸上移动为　

止。在３６５　ｎｍ或２５４　ｎｍ紫外光灯下观察展开后滤　

纸条，用铅笔划出标准苯并芘及与其同一位置的试　

样蓝紫色斑点，剪下此斑点分别放入比色管中，各加　

２０１８筚第２０期ｆ黑乏第５５３期）

　３５　４ｍｌ苯，加盖，置于５０～６０￣Ｃ水浴中不时振摇，浸泡　

１５　ｍｉｎ。五是测定。首先整理好所测样品和标准品，并　

进行编号，然后分别测定在波长４０６　ｎｌｎ、４０６＋５　ｎｍ、　

４０６—５　ｎｍ处的荧光强度，由Ｆ＝Ｆ４０６一（Ｆ４０１＋Ｆ４１　１）／２　计算的数值，为定量计算的荧光强度。试样中苯并芘　

的含量按下式进行计算。　

ｘ：——————————　———————～　。Ｆ×（Ｆ】一Ｖ２）×（ｍ×ｖｊｖ１）×１　０００　式中，ｘ为试样中苯并芘的含量；Ｓ为苯并芘标准斑　

点的质量；Ｆ为标准的斑点浸出液荧光强度；Ｆ　为试　

样斑点浸出液荧光强度；Ｆ　为试剂空白浸出液荧光　

强度；Ｖ　为试剂浓缩液体积；Ｖ　为点样体积；ｍ为试　

样质量。　

２．４．２　用高效液相色谱法做预试验　一是试验原　理。样品经石油醚溶解，通过中性氧化铝固相萃取柱　

吸附，用石油醚洗脱苯并芘，采用反相高效液相色谱　

法分离，荧光检测器检测，根据色谱峰的保留时间定　

性，外标法定量。二是试样提取。称取０．４　ｇ试样（精　

确到０．１　ｍｇ）放入小烧杯中，用２　ｍｌ石油醚溶解稀　

释。三是净化。先将一定量的石油醚装入层析柱内，　

然后将事先准备好的活度达到四级的氧化铝转入加　

了石油醚的层析柱内；试验中可使用小漏斗加氧化　

铝，防止倒漏桌面上；注意氧化铝要轻、慢加入，且要　

不断敲打层析柱壁，使其紧密；装好氧化铝后加无水　

硫酸钠除去水，高度约３　ｃｍ；最后，打开层析柱上的　

活塞让石油醚活化柱子。四是分离。将溶解的样品转　

移到层析柱中，可多次、少量用石油醚冲洗小烧杯并　

倒入层析柱内，然后用８０　ｍｌ石油醚洗脱，直接弃去　

层析柱流下的初始２０　ｍｌ石油醚，剩余洗脱液用　

２５０ｍｌ圆底烧瓶收集。然后用旋转蒸发仪进行浓缩，　

直至１　ｍｌ时为止；若所浓缩物中明显可以看到油　

滴，则弃去，重新进行试验，３５％水浴氮吹至于。五是　

测定。取２　ｍｌ乙腈四氢呋喃混合溶液于瓶中，混匀。　

２．４．２．１色谱条件。保护柱：ｌｉｅｈｒｏｓｏｒｂＲＰ—Ｃ１８，４．６ｍｍ×　

７５ｍｍ，粒度５　ｍ；色谱柱：多环芳烃分析柱（２５０ｒａｍ×　

４．６　ｍｍ）；流动相：乙腈；水＝８８：１２（体积比）；流速：　

１　ｍｌ／ｍｉｎ；柱温：３０℃；进样量：ｌ０　Ｌ；荧光检测器：　

３６　２０１８卑第２Ｏ期（．电第５５３期）　发射波长：４０８　ｎｍ，激发波长３８４　ｎｍ。　

２．４．２．２样品分析。前处理完成的油样加入乙腈四氢　

呋喃混合溶液（９＋１），定容至１　ｍｌ。将混匀的分离待　

测物过０．２２　ｍ有机滤膜，然后转入棕色玻璃样品　

瓶中。上机前需对油样再次进行观察，如果出现油色　

或油脂状液体，则弃去该组试验，直至做出的油样待　

测液符合上机标准。　

苯并芘含量计算公式：　

（Ｉ）：　ｍ　式中，Ｃａ）为样品中苯并芘含量（　ｇ／ｌ（ｇ）；Ｃ为从标准　

工作曲线得到的待测液中苯并芘的浓度（ｎｇ／　１）；Ｖ　

为待测液的体积（　１）；ｍ为样品质量（ｇ）；计算结果　

在０　１０　ｇ，ｋｇ之间时保留一位小数，计算结果大　

于１０　ｇ，ｋｇ时保留到最接近的整数。　

２．４．３优化试验条件一是样品前处理的选择。采用　

乙腈提取，串联固相萃取柱的方法。称取样品５　ｇ，用　

１５　ｍｌ乙腈提取，再加１０ｍｌ乙腈提取，最后加５　ｍ１乙　

腈提取，其主要目的是清洗烧杯，使油样完全溶解，合　

并乙腈提取液，浓缩至近干，定容至２　ｍｌ，经Ｏ．４５　ｍ　

滤膜过滤。注意：如不立即进行测定，可装入棕色玻璃　

样品瓶中，密封低温保存，供ＨＰＬＣ分析。样品前处理　

使用Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｂｏｎｄ　Ｅｌｕｔ　Ｓｉ　５００　ｍｇ一３　ｍｌ和Ｂｏｎｄ　Ｅｌｕｔ