食用油中氯丙醇检测方案(ICP-AES)

结果与讨论 结论 Avio 200 ICP-OES 在食用油中氯丙醇含量过程控制中的应用 引言 图1.3-MCPD 的形成和结构 在棕榈油的生产过程中，酰基甘油会与氯 离子(CI)发生反应而生成氯丙醇 3-MCPD (3-氯-1，2-丙二醇)，如图1所示。氯丙醇(3-MCPD)是一种潜在的致癌物质，每天允许摄入量为2ug/kg体重。1因此，棕榈油工业将氯丙醇的浓度限制在10 mg/kg以下。因为氯丙醇(3-MCPD)仅在氯离子(CI)存在下形成，所以去除游离的氯离子(CI)显得至关重要。氯离子(CI)由棕榈生果引入，而棕榈果通过从土壤、水和肥料中吸收而累积氯化物。在棕榈果的加工过程中，引入蒸汽可去除尽可能多的Cl。然而，如果未能除去所有Cl，就会在进一步的精加工过程中形成氯丙醇(3-MCPD)。因此，在进行初加工之后，必须监测棕榈原油 (CPO) 中的氯化物含量。如果氯化物含量较高(通常>2 ppm)， 则须在最终精加工生产食品级棕榈油之前，通过蒸汽处理将 其从棕榈原油(CPO)中除去。 目前，测定棕榈油中CI的最常用方法是使用专用氯化物分析仪，该分析仪通过滴定法进行间接测定。其通过复杂的氯化物还原然后联苯钠滴定，或通过氧化燃烧后进行微库仑滴定。该方法测定的准确度和重现性取决于是否可重复引入微升级别(uL)量的样品和滴定标准液；任何差异都会导致重现性和准确度较差。 作为替代改进方案，可使用PerkinElmer的Avio200ICP-OES， 只通过简单的液-液萃取前处理即可直接测定CI含量。因其独特的光学系统设计，使拥有160-900nm超宽波长覆盖范围，开放式、连续谱线库的Avio 200型仪器成为该检测的不二之选。首先， Avio 200独特的光学设计使其具有无与伦比的灵敏度，这对于测量低灵敏度分析物(例如CI)非常重要。此光学设计还允许在获取分析物光谱峰的同时，采集到分析物峰值周围的所有数据点，从而获得稳定、可重现的背景值，最终转化为易重现的结果。另外，采用动态波长矫正技术 (DynamicWavelength Stabilization) 校正微量光谱偏移，使波长漂移几乎完全消除，从而进一步提升结果的可重现性。 Avio 200 ICP-OES还是一种经济划算的解决方案，无论是前处理的时间成本还是投入使用后的耗材成本都是最低的。拥有专利的平板等离子体技术(Flat PlateTM)的Avio 200在分析过程中使用的氩气流速低于9L/分；Avio 200还可快速启动，这意味着您可以在冷启动后的10分钟内分析样品，设备闲置不用时，可将仪器电源完全关闭，节省电费和氩气消耗，这样，只要您有需要即可随时分析样品。 本文对使用Avio 200ICP-OES分析棕榈原油中的CI进行了讨论。 实验 样品制备 根据棕榈油加工厂中氯去除程序，通过水萃取法从棕榈原油中除去游离氯。图2中的流程图对该流程进行了归纳。由于棕榈原油在室温下为固体，因此将其加热直至熔化并变成流体。将50 g的熔融棕榈油加入250 mL的分液漏斗中，然后加入50g已加热至80℃-90℃的去离子水。将漏斗摇晃30次，使各相分离，并将水相排出。将另外50 g热去离子水加入到分液漏斗中，如前所述摇晃并排液，以进行重复萃取，最后将两次萃取排出的水相合并。 在加热板上将水分蒸发，获得5 mL-10 mL的最终体积，以此完成预浓缩。将此预浓缩溶液冷却至室温，并在不进行任何进一步样品制备的情况下进行分析。 图2.为测定棕榈原油中氯化物的样品制备流程 使用线性计算的截距算法，对照用去离子水制备的外标物进行所有测量。通过稀释1000 ppm Cl的标准储备水溶液(德国Merck KGaA Darmstadt公司)制备5、10、20和40 mg/L的校准标样。 仪器条件 利用表1中所示的参数在 Avio 200 ICP-OES 上进行所有分析，标准品及样品都采用该等离子体条件和组件。因可使用大于800 nm 的波长 (Avio 200 ICP-OES 的独特性能)进行测定，因而在858.97 nm 处(CI的相对灵敏波长)可实现Cl的测定。 表 1.用于测定 CI 的 Avio 200 ICP-OES 仪器参数 组件/参数 描述/数值 雾化器 MEINHARD8 雾化室 带挡板的旋流 中心管 2.0mm刚玉中心管 射频(RF) 功率 1500W 样品提升速率 1.0mL/min 雾化器流量 0.65L/分 辅助流量 0.2L/分 等离子气流量 8.0L/分 等离子体观测方式 轴向 炬管位置 -5 波长 858.597nm 测量模式 峰面积 读取时间 12秒 积分 0.12秒 重复次数 3 校准标样(5、10、20、40 mg/L)在 Cl858.597 nm 处的光谱图如图3所示，所得的校准曲线如图4所示。在空白试样上方可以清楚地看到所有校准标样，其线性回归大于0.9998。 图3.校准标准物在 C1858.597 nm 处的光谱图 图4.5、10、20和40 mg/L 的 Cl标样在 858.597 nm 处的校准曲线 为确定分析的可重复性，每个校准标样均作为样品对照校准曲线进行了三次测量。结果如表2中所示，结果显示所有浓度的回收率均与真值的误差都在10%以内，以此证明了该分析方法的准确性和可重现性。 表2.校准标样作为样品进行的测量 CI浓度 (mg/L) 三次测量的平均值(mg/L) 回收率 (%) 5 4.66 93 10 9.50 95 20 20.5 102 40 39.9 100 在预浓缩和萃取程序之前，将5 ppm Cl加标至棕榈原油中以进行加标物回收研究。对加标样品和未加标样品均分别进行3次测定，每次测定的回收率在93%-102%之间(如表3所示)，从而证实棕榈油中低含量CI测定的准确性。 表3.棕榈原油中Cl加标物的回收率 样品 未加标 (mg/L) 加标 (mg/L) 回收率 (%) 1 2.24 7.68 109 2 2.22 7.55 107 3 2.48 7.54 101 为评估棕榈油中CI的检测下限，向棕榈油加标2.5ppm Cl 并对照校准曲线进行连续七次测量以确定方法的检测限。将这七个测量值的标准偏差乘以3.14，即可得出棕榈油中的检测限值为 0.06 ppm。将标准偏差乘以10即可确定定量限(LOQ)为 0.2 ppm--比棕榈油工业确定的 10 ppm 的行动阈值低50倍。 本文对棕榈原油中Cl的测定进行了阐述，这是一项重要的分析，因为CI在生产和精加工过程中会与其它成分发生反应，从而形成氯丙醇(3-MCPD)(一种潜在的致癌物质)，通过过程分析控制有效控制有害物质产生。样品制备采用简单的液-液萃取，该萃取过程将CI从有机棕榈油中转移至水相介质中，然后使用 Avio200 ICP-OES完成分析。该方法的准确性通过校准和加标回收得以确认。检测限和 LOQ显著低于棕榈油行业中所要求的控制限值，从而增加了结果的可信度。 ( 参考文献 ) ( 1. MPOB Statement on 3-MCPD Esters ) 成分 部件号 进样羊管，黑/黑(内径：0.76mm)， PVC，扩 N0777043 口管 排液夜管，红/红(内径：1.14mm)， PVC 09908585 15mL的自动进样管，每箱500个 B0193233 珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司 地址：上海张江高科技园区张衡路1670号 邮编：201203 电话：021-60645888 传真：021-60645999 www.perkinelmer.com.cn 欲获悉全球办事处的完整清单，请登录 www.perkinelmer.com/ContactUs 版权◎2020，珀金埃尔默公司。版权所有。 Perkinelmer是珀金埃尔默公司的注册商标。所有其他商标属于相应所有者的财产。 PerkinElmerFor the Better 目前，测定棕榈油中Cl的最常用方法是使用专用氯化物分析仪，该分析仪通过滴定法进行间接测定。其通过复杂的氯化物还原然后联苯钠滴定，或通过氧化燃烧后进行微库仑滴定。该方法测定的准确度和重现性取决于是否可重复引入微升级别（μL）量的样品和滴定标准液；任何差异都会导致重现性和准确度较差。本文对使用Avio 200 ICP-OES分析棕榈原油中的Cl进行了讨论。