毛细管柱气相色谱法测定菜粕中的异硫氰酸酯

毛细管柱气相色谱法测定菜粕中的异硫氰酸酯^＊

摘 要 建立使用毛细管柱气相色谱法测定菜粕中异硫氰酸酯 (ITC)含量的方法, 用 DB -FFAP 毛细管柱分离 3 种异硫氰酸酯, 氢火焰离子化检测器检测。结果表明, 内标物与 3 种单体异硫氰酸酯被完全分离, 检测结果相对标准偏差 RSD <2 %。对异硫氰酸酯含量不同的菜粕, 与使用硫脲紫外法相比 , 方法间的数据相对偏差为 3.1 %～ 4.8 %, 两种方法检测数据的相关性回归方程为 y =1.0362 x -5.6811 , 相关系数 R =0.9993 。试验证明 , 毛细管气相色谱法检测结果准确、 精密度高 , 可用于菜粕中异硫氰酸酯含量的测定。

关键词 异硫氰酸酯 菜粕 毛细管气相色谱法

菜粕是油菜籽经过取油后的副产物 , 其粗蛋白质含量在 30 %～ 40 %之间, 含有丰富的赖氨酸 , 常量和微量元素 , 是一种利用价值极大、 相对价廉的优质蛋白饲料。但是菜粕中含有硫葡萄糖苷、 芥酸、 单宁、 皂角苷等有害成分 , 其中主要是硫葡萄糖苷 , 硫葡萄糖苷本身无毒, 但在一定温度和水分条件下, 经过菜粕本身含有的芥子酶的酶解作用而产生异硫氰酸酯 (ITC)、 恶唑烷硫酮和腈类等有害物质, 造成动物甲状腺肿大、 消化道和肝、 肾损坏, 使动物生长受阻, 从而使动物生长速度下降 , 繁殖力减退。其中异硫氰酸酯更是菜粕产品标准的主要指标之一。因此 , 准确而快速测定异硫氰酸酯对菜粕生产与使用具有重要的意义。

目前已有的异硫氰酸酯的国标检测法为 GB/ T13087 -1991 , 其第一法规定了填充柱气相色谱法测定饲料中异硫氰酸酯的含量检测方法。其第二法为银量法, 该法采用蒸馏滴定法测定异硫氰酸酯的含量。农业部标准 NY/ T1596 -2008 则规定了的硫脲比色法测定菜粕中异硫氰酸酯的含量 , 该法使用紫外分光光度计 , 测定规定检测波长下硫脲的吸光值, 再折算出异硫氰酸酯的含量。

然而 , 由于毛细管柱日渐取代填充柱, 新仪器对填充柱接口的不支持, 加之毛细管柱拥有更好的分离性能 , 于是 , 开发一种用毛细管柱气相色谱法测定菜粕中异硫氰酸酯含量的方法具有非常实用的意义。目前国内尚无使用毛细管气相色谱内标法检测菜粕中的异硫氰酸酯含量的公开报道 , 我们通过

使用毛细管气相色谱内标法 , 对菜粕样品进行大量的试验 , 并将检测结果与 NY/T1596 -2008 中硫脲比色法进行方法间比对, 最终摸索出分析菜粕中的异硫氰酸酯的准确快速的毛细管气相色谱内标法 , 取得了较满意的试验结果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 试样 选择 5 种异硫氰酸酯含量不同的菜粕 , 磨碎, 过 1 m m 孔筛 , 混匀, 低温保存备用。 1.1.2 主要试剂 除特殊说明外 , 均为分析纯,水为蒸馏水。丁基异硫氰酸酯标准 , 含量 >98 % (GC)、 二氯甲烷或氯仿、 柠檬酸、 磷酸氢二钠、无水硫酸钠、 无水乙醇、 氨水。

芥子酶:取白芥种子 (72 h 内发芽率大于 85 %, 保存期不超过 2 年)粉碎 , 使 80 %过 60 目筛 , 用石油醚 (沸程 30 ℃～ 60 ℃)提取其中脂肪,在通风橱中用微风吹去残留的石油醚 , 置于具塞玻璃瓶中 4 ℃下保存, 可在 6 周内使用。

丁 基 异 硫 氰酸 酯 内 标 溶 液:配 制 0.100 mg/m L丁基异硫氰酸酯二氯甲烷或氯仿溶液 , 储于 4 ℃条件下。

1.2 仪器与设备

科捷GC5890N气相色谱仪;紫外分光光度计:

10 m m 石英比色皿;0.45 μm 过滤膜;100 μL 微

量进样器;FA -2004 万分之一天平;振荡器 (往

复, 200 次/min);离心机 ;10 mL 离心管 ;恒温水浴锅。

1.3 实验条件

1.3.1 色谱条件 色谱柱:安捷伦 DB -FFA P 毛

细管柱;柱温:110 ℃, 进样口:150 ℃, 检测器 :

170 ℃;载气 (N2 ) 流速 1.5 m L/m in , 进样量 1.0μL ;分流比 :30 1 。

1.3.2 紫外分光光度计检测波长 235 nm 、 245 nm 、 255 nm 。

1.4 分析方法

1.4.1 色谱法 按 GB/ T13087 -1991 (6.1)所

述方法得到异硫氰酸酯酶解提取液 , 将所得提取液用 0.45 μm 过滤膜过滤, 得到上机液备用。

1.4.2 硫脲紫外法 按 N Y/T1596 -2008 进行 。

2 结果与分析

2.1 色谱条件与色谱图

为了使添加的丁基异硫氰酸酯内标物与菜粕中丙烯基异硫氰酸酯、 丁烯基异硫氰酸酯、 戊烯基异硫氰酸酯完全分离、 准确定量, 在参考 GB/ T13087 -1991 后 , 经反复试验 , 最终确定了 1.2.1 中的色谱条件。检测结果色谱图见图 1 和图

2 。

   结果表明, 3 种异硫氰酸酯单体与内标物在 12 min 内完全分离, 色谱图干净、 无杂峰 。丙烯基异硫氰酸酯、 内标物丁基异硫氰酸酯、 丁烯基异硫氰酸酯、 戊烯基异硫氰酸酯 , 其保留时间分别为

5.260 min 、 5.831 min 、 7.467 min 和 10.353 min 。

2.2 毛细管气相色谱法试验数据及精密度分析

取 3 号菜粕样品 6 份 , 分别按 1.2.1 中仪器条件和分析方法进行测定 , 保留时间重复性见表 1 , 结果表明, 各异硫氰酸酯单体保留时间的最大相对标准偏差 RSD =1.05 %, 出峰时间稳定 , 重现性好。测定结果、 平均值、 相对偏差见表 2 , 结果表明 6 次被测定的异硫氰酸酯含量间的相对标准偏差 RSD =1.47 %, 检测结果精密度高 、 重现性好。

表 1  保留时间精密度实验

 2.3 气相色谱法、 硫脲紫外法检测数据对比及误差分析

为了检验毛细管气相色谱法测定结果的准确度 , 采用与 NY/T1596 -2008 中规定的硫脲紫外法做方法间的比对实验。从表 3 中可以看出 5 种不同的菜粕其异硫氰酸酯含量分布从 450 mg/kg 到 3560 mg/kg , 采用两种方法所检测数据其方法间的相对偏差范围:3.1 %～ 4.8 %, 小于国标中规定的方法内 10 %的相对偏差 , 说明毛细管气相色谱法检测结果准确可靠。

表 3 毛细管气相色谱法、 硫脲紫外法检测数据比对及误差分析

2.4 气相色谱法、 硫脲法检测数据相关性分析

 分析表 3 中毛细管气相色谱法、 硫脲法检测数据的相关性, 得出 2 种方法的相关性方程 y =

1.0362x -5.6811 , 相关系数 R =0.9993 , 如图 3

所示, 说明两种方法检测结果高度相关, 检测结果具有很强的可比性。

图3  气相色谱法与硫脲紫外法测定结果相关性分析

3 结论

3.1 毛细管气相色谱法在检测菜粕中异硫氰酸酯含量时, 能在 12min 内完全将内标物与3 种异硫氰酸酯单体分开, 检测结果精密度 RSD <2 %, 具有气相色谱法灵敏度高, 分离度高、 重现性好等优点。

3.2 毛细管气相色谱法与硫脲紫外法检测异硫氰酸酯含量不同的菜粕时, 所测结果的方法间的误差范围为:3.1 %～ 4.8 %, 小于 GB/ T13087 -1991 、 NY/T1596 -2008 中规定的方法内 10 %的相对偏差, 两种方法检测数据间的相关性 R =0.9993 , 说明毛细管气相色谱法检测结果准确可靠。

 3.3 硫脲紫外法较毛细管气相色谱法所测结果偏大 , 分析其原因, 可能是因为用硫脲紫外法测定时 , 菜粕提

取液中还含有其他干扰物质在检测波长下具有吸收 , 造成检测数据偏大。此外, 由于毛细管气相色谱法能

将 3 种单体异硫氰酸酯完全分离,从理论上讲 , 毛细管气相色谱法具有更高的准确度和精密度。

1 GB/ T 13087 -1991 .饲料中异硫氰酸酯的测定方法 [S]

2 N Y/ T 1596-2008 油菜饼粕中异硫氰酸酯的测定硫脲比色法 [ S]

3 董晓芳, 佟建明.异硫氰酸酯和恶唑烷硫酮限量及其检测方法研究进展 [ C] .中国毒理学会第五次全国学术大会论文集

4 潘雷等.异硫氰酸酯的硫脲紫外法和银量法测定比对研究 [ J] .安徽农业科学, 2009, 37 (17):7823 ～ 7825

      5 华欲飞.硫脲法测定芥子甙-Wetter -Youngs 系数可靠性的影响因素 [ J] .中国油脂, 1994, 19 (2):38～ 40

(收稿日期 :2010  06  17)

DETERMINATION OF ISOTHIOCYANATES IN

RAPESEED MEAL WITH CAPILLARY GAS CHROMATOGRAPHY

Jiang Tao Wan Yupin Ye Mei Wang Xin Zhou Yi (Chengdu Product Quality Supervisio n and Inspectio n Co lleg e 610041)

A capillary gas chromatog raphic me thod fo r determination of iso thiocy anate s in rapeseed meal w as de-velo ped and the 3 isothiocyanates w ere separated at first and then detected by DB -FFAP capillary g as chrom atog raphy with FID .The results show ed that the internal standa rd substance and the 3 iso thiocy a-nates w ere completely sepa rated , and RSD w as less than 2 %.Compared w ith Thiourea colo rim etry meth-o d , relative deviation o f the tw o metho ds w as 3.1 %～ 4.8 %, the regression equation o f the tw o method w as y =1.0362x -5.6811 w ith a correlatio n coefficient of 0.9993 .The experim ent show ed the capillary g as chrom atog raphic metho d had goo d accuracy and hig h precision .The capillary gas chrom atog raphic method could be used to test the iso thiocy anate s in rape seed meal .

Key w ords :iso thiocy anates , rape seed meal ,capillary gas chrom ato graphy