食用植物油中天然维生素E检测技术研究进展_别玮.docx

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1、 网络出版时间： 2015-12-03 08:30:11 网络出庵地址： http:/ 2015年第 21卷第 6期 食用植物油中天然维生素 E检测技术研究进展 别玮刘韦华王琳丽张朝晖 (北京出入境检验检疫 局检验检疫技术中心，北京 100026 ) 摘要 天然维生素 E在食用植物油中普遍存在，由于不同植物油中维生素 E种类和含量各不相同， 所以可作为植物油的一种指纹图谱，用于植物油鉴别和质量控制。本文重点综述近年来食用植物油中 维生素 E检测技术研究进展 ，主 要包括分光光度法、光谱法 、电化 学法和色谱法，并比较了各自优缺 点。最后提出食用植物油中维生素 E检测的研究方向和重点。 关键词

2、 食用植物油；维生素 E;生育酚；生育三缔酚；检测技术 中图分类号 :R331文献标识码： 文章编号 :2095-5200(2015)06-006-04 DOI: 10.11876/mimt201506003 食用植物油是以植物油料或植物原油为原料制 成的食用植物油脂，常见种类有大豆油、花生油、橄 榄油、玉米油和棕榈油等 :植物油化学组成复杂，主 要有脂肪酸、甘油三酯、甾醇和天然维生素 E等 1: 天然维生素 E是指含苯并二氢吡喃结构，是生育 酸 （ Tocopherol)和生育三烯酸 （ Tocotriraol)以及具有 D- a -生育酚生理活性衍生物 （如酯 类等）总称。由 于不同植物油

3、中维生素 E种类和含量各不相同，所 以可作为植物油一种指纹图 谱，用于植物油鉴别和质 量控制 2。 本文对近年来食用植物油中天然维生素 4检测 仪器分析技术研究进展进行评述，并对各种分析技术 在生育酚类和生育三烯酚类化合物检测中应用前景 进行展望。 1比色法和分光光度法 利用溶液颜色深浅变化测定物质含量方法称比 色分析法。随着测试仪器发展，从早期目视比色到分 光光度法。早期文献利用维生素 E结构中含有游离 酚羟基，可被强氧化剂氧化后生成棕红色物质而进行 比色测定，这也是用分光光度 法进行测定基础 3。现 在主要利用氧化剂 FeCl3、CuCl2和 Ce(S04)2等定量 氧化维生素 E中游离酚

4、羟基，氧化剂被还原后生成 还原产物可与显色剂生成有色络合物，从而用分光光 度法间接分析维生素 E。 周鸿智等 4就以 FeCl3为氧 化剂， a, a-联吡啶为显色剂，利用紫外分光光度 计测定食用油和饲料中维生素 E含量，取得较好效 果。崔恩惠等 5也以 FeCl3为氧化剂，以 1， 10-菲罗 啉为显色剂，测定天然维生素 E含 fl,回收率高达 97.4%:此外，还可基于维生 被氧化产物可同有 机试剂作用形成摩尔吸收系数较高化合物 .用分光光 度法间接测定维生素 E含 fl: 用分光光度法测定食品中维生素 E,具有分析成 本低、设备简单、易于推广等优点，但是只能测定总 生育酚含量，不能测定各

5、个生育酚含量，选择性较差， 无法满足现今实验要求，因此已经逐渐被其他更精确 和快速方法所取代。 2 光谱法 2.1 红外光谱法 近红外光谱主要反映分子中 C-H、 N-H、 O-H 基团倍频和合频振动吸收，所以近红外光谱法 （ Near Infrared Spectroscopy,简写为 NIR Spectroscopy)常 被用来测定含有C-H、 N-H、 O-H基团有机物含 量。因天然维生素 E含有 C-H、O-H基团，史月华 等 6利用 NIR法定量分析高浓度维生素 E，对浓度 在 93% 97.4%之间维生素 E， 选择 5777cm_1最大 吸收峰，利用其峰面积与维生素 E含量间函数

6、关系， 建立了定标方程，并利用方程对已知浓度样品进行预 测，检验它与浓度间拟合度，结果较好。对浓度在 80%-97%之间维生素 E， 应用 PLS， 对其吸收值和 浓度关系建模，用已知浓度维生素 E进行校验得到 比较理想结果。 Edward等 m利用 NIR法测定食用油 中 a-生育酚含量，应用偏最小二乘法回归模型，以 决定系数、模型校正标准误差和预测标准误差为评价 指标，选择 6500-4500cm4之间谱图信息建立 a-生 基金项目：北京国检局科技计划课题，编号： 2013BK009。 作者简介：别讳，颂士，工程师，研究方向：食品安全， Email: bieS。 通讯作者：张朝晖，博士，高

7、级工程师，研究方向：食品安全。 6 现代仪器与医疗 2015年第 21卷第 6期 育酚含量在 0.54 53.54 mg/mL化学计量校准模型， 结果与 HPLC测定结果相似，因此近红外光谱法可用 于食用油中a-生育酚含量在 17.53mg/100g 57.10 mg/100 g之间含量测定。 Sandra等 8利用傅里叶变换红外光谱法检测 13 种植物油中 ot-生育酚含量，应用偏最小二乘法来分 析 a -生育酚在 1472 1078 cm 1之间 FT-IR光谱区 域数据，建立偏最小二乘法回归模型，与 HPLC法 测定结果没有明显差异。此外还有 Ahmed等 9也基 于 FTIR法检测了植

8、物油中总生育酚和总生育三烯酚 含量。 红外光谱法测定维生素 E快速简便，不需要对 样品进行复杂前处理，但其主要应用于植物油中 a- 生育酚含量测定 ，应用范围有限 : 2.2黄光分析法 荧光法测定维生素 E, 般要经过提取、皂化、 纯化等前处理。由于食用植物油成分不一，因此前处 理方法不尽相同。如对精制过油样，可称取一定量直 接皂化。而对市售食用油，因所含杂质多，需经过脂 肪提取步骤。夏贤明等 用此法测定了多种食品中 总维生素 E， 实验表明，当维生素 E含量小于 100 !xg/ mL时，其荧光强度和浓度间有线性关系，可用定点 直接比较法计算待测物含量。因维生素 E易被紫外光 破坏，测定时要

9、尽量减少光照时间，且应加人抗氧化 剂。阚健全等 11用石油醚 （ 30T； 60T； )作抽提剂 和萃取剂，借乙醇介质中抗坏血酸使维生素 2避免 氧化，选用用 55%氢氧化钾溶液 2.0 2.5mL皂化 植物油样品，用 60%硫酸抑制维生素 A对维生素 E 干扰作用，用荧光法在 Ex295nm和 EM340nm处即 可简便、快速地测定维生素 E含量 郭健等 12提出若 样品为植物油等，可稀释后过滤直接上机测定，用荧 光法在 Ex295nm和 325 处检测维生素 含量。 荧光分析法特异性强，干扰少，灵敏、快速， 是测定样品中总维生素 E含量较好方法，但由于维 生素 E特殊物理性质，正确操作及严

10、格样品处理方 法对测定结果有极大影响。 3 电化学法 Dmz等 13将橄榄油经过硅胶柱净化后，以正己 烷 -乙醇 (40:60)作为溶剂，分别采用直流极谱、差 示脉冲和方波伏安法研究 a -、 p -、 7 _、 S -生育酚 在玻碳电极上电化学行为。研究发现 P-、 7-生育 酚氧化峰发生重叠，用PLS化学计量学方法，可确 定不同植物油样品中 a-、（ P-+7-)、 8-生育酚含量。 尹淑涛等 14利用微分脉冲伏安技术作为检测方法， 用聚吡咯修饰铂电极快速测定植物油屮维生索 E,研 究发现维生素 E氧化峰电流与其浓度在 6 X 10_6mol / L 3xl0_3mol/L范围内呈良好线性

11、关系，线性相关 系数为 0.9963,应用该电极可以简便、准确、快速测 定植物油中维生素 E含量。顾玲等 15用疏水性离子 液体 1- 丁基 -3-甲基咪唑六氟磷酸作粘合剂制备了离 子液体修饰碳糊电极，采用循环伏安法研究了维生素 E氧化产物生育酚红在离子液体修饰碳糊电极和未修 饰碳糊电极上电化学行为，结果表明离子液体修饰碳 糊电极对生育酚红氧化还原反应具有良好电催化作 用。采用方波伏安法发现生育酚红氧化峰电流与其浓 度在 1.53xlO_4mol/L 8. 39xlO_7mol/L范围内呈线 性关系，检出限为 1.58xlO_8mol/L,表明该法可用于 维生素 E实际样品分析测定。 Robl

12、edo等 16采用方波 伏安法结合非线性化学计量学法 (ANNs)测定食用植 物油中生育酚同系物含量，方法回收率在 94% 99% 之间，通过实 验发现，食用油中生育酚含量实测值和 生产商标注维生素 E含量差 1.4% 6.8%。 电分析化学法是一种分析速度快、灵敏度高、 操作简便检测方法，分析浓度范围宽，检测限低，样 品分析所需时间短，可广泛应用于植物油中生育酚同 系物定量分析。 4 色谱法 色谱法具有分离效果好，准确度和灵敏度高、 特异性强、操作检查等特点，因此广泛应用于食用植 物油中维生素 E含量测定。目前，维生素 E分析检 测中常见色谱法包括气相色谱法、高效液相色谱法和 超临界色谱法等

13、。 4.1气相色谱法 随着气相色谱技术快速发展，检测维生素 E气 相色谱柱已经从填充柱发展到毛细管柱形式，使用毛 细管表面修饰或化学改性色谱柱，提高了气相色谱分 析检测灵敏度，缩短了检测时间，而且用毛细管气相 色谱法测定混合生育酚产品时不需要衍生化即可进 样分析。表 1总结了国内外利用气相色谱法分离植物 油中生育酸类化合物技术参数。 4.2高效液相色谱法 高效液相色谱法具有灵敏度高、分离效果显著、 重复性好等特点，采用髙效液相色谱法，可无需经皂 化萃取浓缩等步骤，直接进样，简化样品前处理程序 和减少操作过程可避免维生素 E损失，所以该技术 成为目前文献报道测定维生素 E最普遍和 最标准方 法。

14、 4.2.1正相色谱法正相色谱法对食用植物油中 a-、（ 3-、 7_、 S-生育酸和 a-、（ B-、 7_、 8-生 育三烯酚都有较好分离和检测。正己烷 -异丙醇组成 流动相在生育酚类化合物正相色谱法屮应用较多，楼 建华等 以 Nucleosil硅胶柱为同定相，正己烷和含 2015年第 21卷 第 6期 表 1气相色谱法分析生育酣类化合物技术参数 文献 样品 色谱柱 检测方法 出峰顺序 17 植物油 充填柱， 6ft X 5mm, 3%SE-30 on Gaschrom Q FID s-、（ p-+ 7)-、 a-生育酸 18 沙棘油 毛细管柱， 30mx0. 2mm, OV-101 F

15、ID a-生育酚 19 食用油 毛细管柱， 30ft x 0.53mm, HP-1 FID a-生育酚 20 植物油 毛细管柱， 13m x 0. 32mm x 0. 15um， DB 17HT FID S P-、 7_、 a-生育酸 21 油菜籽油 毛细管柱， 25m x 0.25mm x O.lum， CP-TAP GC-MS s-、 p-、 a-生育酚 22 大豆渣油 弹性石英毛细管色谱柱， 30m x 0. 25mm x 0. 25um， Agilent- 5MS 5% PhenylMethyl Siloxane GC-MS a-生育酚 23 食用植物油 毛细管柱， . 53mmx 1

16、.5um， HP-5 FID s p-、 7_、 a-生育酸 24 山茶油 毛细管柱， 30m x 0.32mm x 0.25um， KB-5MS FID 维生素 E 有 0.5%异丙醇正己烷为流动相，紫外检测器，梯度 洗脱检测棕榈油里生育酚和生育二烯酚，获得较理 想分离效果，而且该方法样品前处理简单，仅需要进 行稀释定容就可上机检测，方便快捷。乔海鸥等 26 发现由于有机溶剂中往往含有痕量水 （ 质量分数约为 百万分之一），在样品处理过程中，很难保证将水全 部除去，维生素 E4种生育酚异构体因痕量水残留在 样品中在正相柱上不能够得到恒定保留时间，因此 加人可与水反应生成甲醇和丙酮 2,2-二

17、甲氧基丙烷， 用以除去流动相中含有极微量水，并且为了便于对4 种生育酚类化合物进行定性和定量，用极性弱于异丙 醇叔丁基甲醚作为流动相和正己烷配比，方法精密度 小于 3%。陈祎清等 27考察了正相色谱法和反相色 谱法对玉米油中 4种生育酿类化合物测定，结果发现 : 正相色谱法样品预处理只需将称取样品用正己烷溶 解定容即可制备得到，样品预处理步骤少、耗时短、 样品消耗量少，而反相色谱法样品预处理要经称样、 皂化、提取、脱水、浓缩多个步骤，耗时长、样品消 耗量多、预处理过程使用试剂多、成本高；在液相色 谱检测时间方面，正相色谱法测定 4个生育酚含量只 需 30分钟，出峰顺序为 a-、 P-、 7_、

18、 8-生育酚， 且能较好分离，而反相色谱法测定则需 60分钟，由 于检测方法限制， P-、 7-生育酚相互重叠，不能进 行有效分离，出峰顺序为 8-生育酚、 （ P-、 7_)生 育酚、 a-生育酚。因此用正相色谱法检测玉米油生 育酚含量更为可靠、稳定、检测时间短，而且成本低。 Cunha等 28在检测橄榄油中生育酚时，对蒸发光散 射检测器、荧光检测器和紫外检测器进行了比较，发 现上述 3种检测器灵敏度大致顺序为荧光检测器、紫 外检测器、蒸发光散射检测器。 4.2.2反相 色谱 法反相 色谱法 具有色 谱柱 稳定性 高、保留 时间和重现性好、易于平衡等优点，但甲醇、 乙腈和水等极性溶剂易造成脂

19、溶性大分子化合物在 柱内沉淀，需经常清洗色谱柱，也可能造成色谱峰形 不理想 :Lanma等比较了乙腈 -水和甲醇 -水这 2 种流动相对葵花籽油屮 -、 -、 7_、 S-生育酚分 离效果，发现乙腈 -水对 (3 -、 7 _生育酚分离度不够 而且分析时间太长，研究还发现如果用 10mM乙酸 水溶液或 $氟乙酸水溶液和甲醇配比，可以有效改善 峰型和缩短出峰时间。近年，通过反相色谱法不断发 展，使用混合有机溶剂如甲醇 -乙腈等为流动相非水 反相色谱法逐渐常用 这种方法有利于脂溶性维生素 在流动相中溶解，洗脱速度更快，在固定相中分离 效果好，同时又减少了试样对色谱柱污染，延长了柱 寿命。 Anna

20、等 3 用甲醇 -乙腈为流动相，荧光检测 器，快速测定食用植物油中生育酸类化合物，对8-、 (P -+ 7 _)生育酚检出限仅为 8 ng/ml,对 a -生育酚 检出限为 28 ng/ml,而且该方法样品前处理简单，不 需皂化，仅需要用异丙醇进行稀释定容就可上机检 测，方便快捷。对于生育酚特别是 P-和 7-生育酚， 采用传统反相液相色谱很难达到完全分离，因此，多 数情况下采用正 相液相色谱来进行完全分离。对于这 种情况， Wong等 P1采用 KinetexPFP柱，甲醇 -水 梯度洗脱，成功分离和检测了植物油中 a-、 P-、 7_、 S-生育酚和 、 P-、 7_、 S-生育三烯酚。

21、4.3超临界色谱法 超 临 界 流 体 色 谱 技 术 是 20世纪 80年 代 发 展起 来一种崭新色谱技术，该法具有髙效快速、安全无 毒等优点，适于类似于维生素 E等脂溶性物质分析。 Yarati等 在 ODS硅胶柱上用以超临界 C02作流动 相，为改善生育酚在超临界色谱中峰形，加人少量甲 醇作改性剂，紫外检测器 290nm处测定植物油中 4 种生育酚异构体含量，测定结果与正相色谱法基本一 致。蒋崇文等 用超临界色谱法分析生育酚混合物， 3种生育酚异构体在 7分钟内即已达到基线分离，比 正相色谱法分析时间约缩短一半。 目前，报道用超临界色谱法检测食用植物油中 维生素 E文献尚不多见，但是由

22、于它具有气相和液 相所没有优点，并能分离和分析气相和液相色谱不能 解决一些对象，因此超临界色谱法是对气相色谱法和 液相色谱法有效补充，可作为检测食用油屮生育酚和 生育三烯酚类化合物重点研究方向之一 : 8 现代仪器与医疗 2015年第 21卷第 6期 5 结语 目前，食用植物油中天然维生素 E分析方法已 多达十几种，各种技术方法灵敏度、精确度、检测限 和实验前处理简繁程度等各不相同，液相色谱法由于 具有简便、快速、分辨率高、检测限低等特点而备受 青睐。它不仅适合于维生素 E总量分析，同时也可 作同分异构体分离，随着色谱技术不断发展，采用更 高性能色谱柱和与不同检测器联用，必将进一步简化 操作并

23、缩短检测时间，提高检测效率，使液相色谱 法成为检测食用植物油中天然维生素 E主流。此外， 超临界色谱法因其该法具有高效快速、安全无毒，可 作为液 相色谱法有效补充。 参考文献 1 陈钧 .几种常见食用植物油成分和营养价值比较 .健康 必读 J013,(2):407. 2 姚云平，李昌模，刘慧琳，等 .指纹图谱技术在植物油鉴定 和掺假中应用 J中国油脂 ,2011,37(7):51-54_ 3 方国祯 ， 吴明君 .维生素分光光度和荧光 E分析进展 J. 中国药学杂志， 1994,29(7):390-393. 4 周鸿智，钱沁 .饲料、食油中维生素 E分光光度法测定 J. 中国饲料， 1996,

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