基于相转移催化剂辅助皂化对食用油中苯并（a）芘和酞酸酯的分析方法研究及应用

发布时间：2019-09-15 20:48

【摘要】：食用油的安全问题与民众生活密切相关。本文所研究的苯并(a)芘(BaP)和酞酸酯(PAEs)这两类常见的污染物普遍存在于食用油中。近年来,对食用油中BaP和PAEs的分析存在以下问题:预处理过程中有机试剂耗量大、操作步骤繁琐、实验材料成本较高;另外,PAEs种类繁多,部分PAEs由于缺少相应的标准品而无法被定性定量分析,并且目前国内外对食用油中PAEs污染情况的调查数据严重缺乏。针对上述问题,本文在食用油-KOH水溶液体系中加入相转移催化剂(PTC),不仅加速了油脂的水解速率,而且减少了对有机试剂的消耗。本文采用超分子溶剂微萃取(SUSME)技术对食用油水解液中的BaP进行萃取,利用超分子溶剂(SUPRASs)阻碍大分子进入萃取相的特性,在萃取的同时达到了净化的目的;利用液相微萃取(LPME)技术对PAEs的衍生物——邻苯二甲酸(PA)进行高效富集,测定了食用油中PAEs的总量,准确地评估了食用油中PAEs的污染水平。本文主要研究了相转移催化剂辅助皂化技术在食用油中BaP和PAEs的检测中的应用。主要内容如下:1、建立一种基于PTC辅助皂化-SUSME-HPLC-FLD快速检测食用油中的BaP的分析方法。考察了KOH水溶液的浓度、质子化溶剂的种类及体积、PTC和烷基醇的种类及用量、THF的体积以及萃取时间对皂化和SUSME过程的影响。在最优条件下,该方法在0.03~1.0 ng mL-1范围内线性良好(r0.999),加标回收率为94~102%,相对标准偏差均小于5.0%,LOD和LOQ分别为0.06和0.19μg kg-1。对52种食用油样品进行测定,BaP含量范围为LOQ~28.54μg kg-1。其中23种食用油中的BaP含量超过了欧盟食品安全局规定的最大限量(2μg kg-1),3种食用油中的BaP含量超过了我国国家标准规定的最大限量(10μg kg-1)。2、将本课题组已建立的PTC辅助皂化-正己烷净化-LPME的样品前处理方法应用到食用油中PAEs总量的测定过程,并结合HPLC-DAD进行分析,以评估食用油样品中PAEs的污染情况。结果表明,125种食用油样品中PAEs总含量范围为LOQ~366.68μmol kg-1,平均值和中值分别为8.45和3.56μmol kg-1。根据数据分析比较发现,不同种类的食用油中PAEs总量略有差异,而不同包装材料间PAEs总量水平基本无差异。该方法有利于对大批食用油样品的调查监测,将会为国内外食用油中PAEs的污染情况的调查研究提供依据。
【图文】：

血清瓶中加入 1 mL THF 和 500 μL 正辛醇，然后在室温下进行磁力搅拌辅助萃取（800rpm，15 min）。待溶液静置 5 min 后，用微量注射器将上层超分子相（3.10±0.02 mL）转移至 5 mL 的塑料离心管中。将 1.5 mL 萃取液转移至含有 40 mg 氯化钠的 2 mL 塑料离心管中，振摇 1 min，离心（4000 rpm，3 min）。取上清液直接进行 HPLC-FLD 分析。2.3 结果讨论所有的优化实验都是用菜籽油的加标回收实验来进行的，加标量为 4 μg kg-1。最佳条件的评判标准如下：食用油的完全皂化程度高，最终呈澄清透亮的一相；回收在80-110%范围内；色谱图上的分离度好、杂峰背景干扰小。2.3.1 水解条件的优化皂化反应是一个双分子反应：氢氧根离子去碰撞酯分子的羰基碳原子，同时质子化溶剂，比如水、简单的醇类会提供氢键，分别与酯分子的羰基氧原子、氢氧根的氢原子结合，这就形成了稳定的四面体结构的中间体，，随后该中间体分解成了产物（Eze et al.2015）。当质子化溶剂为水时，烷基酯的皂化反应机理如图 2-1 所示。

TBAB 在水溶液中电离出的四丁基铵阳离子与水相中的 OH-结身的疏水性的特点将水相中的 OH-转移到油相中，这样油相中的 OH-会增食用油的水解速率。因此，本试验中也引用了 PTC。部分的优化实验中，优化了以下几个实验条件：KOH 水溶液的浓度、质择及用量、PTC 的种类及用量、水解时间以及样品用量。OH 水溶液浓度的优化验考察了 KOH 水溶液浓度（保证碱溶液体积为 8 mL）对水解效果的影响浓度点，分别为 2 mol L 1，4 mol L 1和 8 mol L 1。在 0.5 g 样品中加入 2TBAB 水溶液、2 mL 乙醇及不同浓度的 KOH 水溶液，经过 10 min 80℃的使用 2 mol L 1的 KOH 水溶液，皂化液上漂浮着大量油滴，如图 2-2（a）ol L 1的 KOH 水溶液，皂化液上漂浮着约 3 mL 的黄色有机层，如图 2-2使用 4 mol L 1的 KOH 水溶液，如图 2-2（b）所示，皂化液呈澄清透亮的均大于 90%。最终选取使食用油完全皂化成一相的 4 mol L 1为 KOH 水溶。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS227;O658.2

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本文编号：2535912