离子色谱法测定食用油中总氯方法的研究

史晓梅　杨永坛　杨悠悠　苗雨田

(中粮营养健康研究院；营养健康与食品安全北京市重点实验室，北京　102209)

食用油脂作为三大营养素之一，是人类膳食的重要组成部分，也是人体内重要的能源和营养源，是消费者必不可少的日常消费品。在食用油的生产加工过程中会形成一种叫3-氯丙醇酯(3-MCPD酯)的危害物，当3-MCPD 酯在有关酶的作用下，会水解生成游离的3-氯丙醇(3-MCPD)，3-MCPD是“可能的人类致癌物”[1-2]。氯是在食用油加工过程形成3-MCPD酯非常重要的影响因素之一，在食用油生产加工过程中氯的来源也十分广泛，首先在油料作物的生长过程中，土壤中的含氯无机盐类以及喷施的有机氯农药，都有可能残留在油料种子中而在食用油的加工过程中部分转移到油脂中。此外在食用油加工过程中使用的原材料、辅料以及包装材料，都会有氯的存在及产生[3-4]。目前还没有明确的理论来说明3-MCPD酯如何形成，因而进行食用油中总氯含量的测定研究，能够为3-MCPD酯的形成机理提供依据支持，此外对于食用油安全指标的评价及产品质量的控制也具有重要意义[5]。

目前还没有食用油中总氯含量测定的相关标准，但GB 5413.24—2010《食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中氯的测定》中采用滴定法测定婴幼儿食品和乳品中的氯含量。在相关文献中不同样品中总氯的测定多是通过测定氯离子，常用的方法有滴定法、离子选择电极法、近红外光谱法、元素分析法等[6-9]。离子色谱法因其灵敏度高和选择性好，已较多的应用于总氯的测定[10-11]。在样品前处理技术中，许多报道使用纯水或氢氧化钠溶液提取样品，其中纯水提取又包括常温纯水提取和热水浸提法两种模式[12-13]，但是这些提取方式仅能提取附着在食用油样品中的游离氯离子，或者叫无机氯离子。如果要真实反应食用油中的总氯含量情况，需要将食用油样品进行彻底处理，干法灰化法和氧瓶燃烧法即是目前测定总氯的常用处理方法。干法灰化法是先在高温下使样品被缓慢加热，然后以恒定高温彻底灰化样品，这样待测样品被完全分解和灰化，然后再用适当的溶剂溶解灰化剩下的样品残渣进行测定[14]。氧瓶燃烧法是将样品放入氧瓶中，通入氧气高温燃烧数秒后待测元素直接转换为气体或离子，使用吸收液将气体吸收后直接转化为待测离子进行测定[15]。

本研究采用离子色谱法测定食用油中的总氯，在样品前处理部分使用氧化钙为保护剂，分别经过高温缓慢加热及恒温马弗炉高温加热后，用去离子水超声浸提残渣，样品溶液过IC Na柱后分析测定样品的总氯含量。这样才能够有效处理食用油样品，然后准确测定其中的总氯含量，用以满足不同的实际需求以及提供理论的数据支持，为食用油中总氯含量的测定提供快速准确的方法。

1　材料与方法

1.1　材料与试剂

氯离子标准溶液：1 000 mg/L，Cl-(NaCl)，美国o2si标准品公司；IC Na柱：天津博纳艾杰尔公司；氧化钙：分析纯，美国Sigma公司；大豆油、花生油和玉米油：市售，未经过精炼的大豆油原油和玉米油原油。

1.2　仪器与设备

Dionex ICS-5000型离子色谱仪：美国戴安公司；BSA 224S-CW电子天平：德国赛多利斯集团；去离子水系统：默克化工技术(上海)有限公司；QL-902旋涡混合器：海门其林贝尔仪器制造有限公司；箱式电阻炉(马弗炉)：上海一恒科技有限公司；SB-3200 DTDN超声波清洗机：宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.3　样品前处理

准确称取食用油样品2.00 g，置于50 mL坩埚中，加入0.50 g CaO 粉末，充分混匀后先使用高温进行缓慢加热炭化，待不冒烟后转入马弗炉中进行灰化，550 ℃加热3 h，降温冷却后用10 mL去离子水将样品残渣转入50 mL 离心管中，这样食用油样品中的总氯直接全部转换为氯离子，超声10 min后将样品溶液过IC Na柱进行净化除金属离子，然后使用离子色谱仪测定氯离子含量。同时按上述相同步骤不加样品，做一空白实验，实验所用去离子水中氯离子含量小于0.01 mg/L或者未检出。

1.4　仪器条件

色谱柱：AG19(4 mm×50 mm)阴离子保护柱，IonPacTMAS19 型分析柱(4 mm×250 mm)；色谱条件：淋洗液浓度为25.0 mmol/L的KOH 溶液，流动相流速：1.0 mL/min，采样时间：10 min，柱温：30 ℃，进样量：25 μL，外标法定量。氯离子标准溶液色谱图见图3。

2　结果与讨论

2.1　前处理条件的优化

在测定食用油中的总氯时，食用油需要经过高温处理，如果不加入保护剂，食用油中的氯将会损失严重，因而无法准确测定总氯的含量。当添加保护剂时，可以有效防止食用油因高温而产生的油滴飞溅，保护剂的用量也需要控制在合理的范围，才能将食用油样品进行充分的高温灰化，以准确测定总氯的含量。本研究选取氧化钙作保护剂，经比较不同氧化钙用量和称样量比例对于加标回收率影响，最终选择氧化钙用量0.5 g：称样量2.00 g(1∶4)。

注：1～7分别代表2∶1(2g∶1g),1∶1(1g∶1g),1∶2(1g∶2g),1∶4(0.5g∶2g),1∶6(0.5g∶3g),1∶10(0.2g∶2g),1∶15(0.2g∶3g)。图1　不同氧化钙用量和称样量比例对加标回收率影响

当食用油被完全灰化后需要使用去离子水提取残渣，研究中比较了不同称样量和提取溶剂体积比例对于加标回收率的影响。在提取方式上，实验以快速提取为原则，选择超声波辅助提取方式，仪器设备简单易操作，所需时间小于30 min。由图2中的实验结果得出，采用10 mL去离子水提取2.00 g食用油样品的提取效果最佳。

注：1～5分别代表1∶1(2 g∶2 mL),1∶2.5(2 g∶5 mL),1∶4(2 g∶8 mL),1∶5(2 g∶10 mL),1∶10(2 g∶20 mL)。图2　不同称样量和提取溶剂比例对加标回收率影响

2.2　线性范围和检出限

使用去离子水将1 000 mg/L的氯离子标准溶液逐级稀释至浓度为0.02、0.1、0.5、1.0、5.0 mg/L的标准溶液，按照1.4的条件进行测定，氯离子的保留时间为4.910 min，以氯离子的质量浓度对相应的信号值绘制标准曲线，得到氯离子标准溶液的线性方程为Y=0.249 9X，相关系数为0.999 8，以S/N=3计算检出限(LOD)为0.003 mg/L。氯离子标准溶液色谱图见图3。

图3　氯离子标准溶液色谱图(4 mg/L)

2.3　回收率和精密度

本方法测定食用油中总氯含量，同时在高温处理样品前后均向待测样品中加入已知量的氯离子标准溶液，按照1.3步骤进行低、中、高3个浓度的加标回收实验(n=6)，回收率结果见表1。

表1　食用油中总氯含量及其加标回收率

2.4　实际样品分析

采用研究中建立的方法对5种食用油样品进行测定，测定值见表2，样品中均能检测出总氯。玉米油比玉米油原油中总氯含量稍高，大豆油比大豆油原油中总氯含量稍高，这可能与食用油在加工过程中有氯的引入有关[16]。

表2　不同食用油样品总氯含量和3-氯丙醇酯测定值

注：*3-氯丙醇酯的测定值见参考文献[17]。

3　结论

本研究建立了离子色谱法测定食用油中的总氯含量，前处理方法中优化了干法灰化法的氧化钙用量，在样品提取步骤优化了提取溶剂用量，能够准确反应食用油样品中总氯含量情况。氯离子的检出限是0.003 mg/L，方法的灵敏度能满足国内外要求。在1.0～4.0 mg/L的添加水平时，平均回收率是83.1%～90.3%，相对标准偏差(n=6)在4.07%～10.64%。该研究不仅提供了一种简便准确的测定食用油中总氯含量的方法，此外实验数据的获得能够为研究3-MCPD酯的形成提供依据支持。

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