抛光大米中掺涂菜籽油的检测方法研究

徐 枫,李仁伟,罗 玥,成桂红,胡银川

(四川省食品药品监督检验检测院,四川 成都 610100)



·生物工程·

抛光大米中掺涂菜籽油的检测方法研究

徐 枫,李仁伟*,罗 玥,成桂红,胡银川

(四川省食品药品监督检验检测院,四川 成都 610100)

建立了气相色谱测定抛光大米中掺涂菜籽油的分析方法。采用正己烷提取抛光大米中的菜籽油，经皂化和甲酯化油脂，异辛烷溶解，最后经气相色谱检测。当测定结果中油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯和芥酸甲酯测定值大于55.0、45.0、1.50、0.20 μg/mL时，可判定抛光大米中非法添加菜籽油，判定结果的可靠性为95%，置信度系数为2。

抛光大米；菜籽油；气相色谱法；检测与判别

近年来，随着经济和生活水平的日益提高，消费者对大米外观要求不断提升，表面光泽润亮的大米广受青睐。在大米生产过程中通常进行抛光处理，抛光也称擦米，主要是擦除黏附在大米表面上的糠粉，使其表面光洁，美化成品米外观、亮化色泽;因此抛光成为大米加工工艺中必不可少的一个环节[1-3]。合法的抛光工艺以水为抛光剂，在抛光过程中用量少，水分会即时挥发，不会对米质产生影响;但个别不法者使用非法物质进行大米抛光，如非法抛光剂(植物油和矿物油)。目前抛光大米中非法使用植物油和矿物油仍缺乏有效的检测分析方法。相关的国家标准仅有GB/T 21309—2007《涂渍油脂或石蜡大米检验》，其中检验方法有油斑法、微柱层析法和气相色谱法等3种。油斑法操作性不强，人为因素太多，重现性困难；微柱层析法前处理操作复杂，提取步骤烦琐，易出现回收率偏低，重现性差的问题；气相色谱法仅用于测定涂渍石蜡大米。涂油大米中矿物油的定性分析有一定进展[4]，但关于大米中利用菜籽油作为抛光剂的检测技术和结果定性判定方法鲜有报道。

目前，关于菜籽油脂肪酸组成的分析方法主要有气相色谱(GC)、气相色谱-质谱联用分析(GC-MS)、薄层色谱(TLC)以及毛细管电泳(CE)等方法[5-6]。本文建立了抛光大米中菜籽油的气相色谱分析方法和定性判定方法，为大米中非法使用菜籽油的分析鉴别奠定了基础，可为进一步深入研究和应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料制备

经调查四川省内大米主要产区为内江、眉山、广安、遂宁、达州，分别于上述5地农家购买稻米，经机器去稻壳制备得未抛光大米。菜籽油在四川省内主要产区为达州、绵阳、乐山、德阳、南充、内江，分别于6地农家购买菜籽油。

空白对照样品制备：为防止市售大米已经过抛光过程，不能掌握样品状况，故空白样品采用自制未抛光大米，在实验室条件模拟抛光获得。

阳性样品制备：按照一般涂油量0.025%(低于此量达不到抛光效果)，经涂渍后抛光得实验阳性样品。

由于植物油主要组成为脂肪酸，而大米也可能含有一定量的脂肪酸，为减少大米自身组分对实验过程中油脂提取与检测效果的干扰影响，故采用整粒米进行实验。

1.2 仪器与试剂

氢氧化钠、甲醇、石油醚(沸点30～60 ℃)、石油醚(沸点60～90 ℃)均为分析纯，购于成都市联合化工试剂研究所；异辛烷(色谱纯，Fisher Scientific公司)；正己烷(色谱纯，DikmaPure公司)；石油醚(沸点40～60 ℃)(色谱纯，Fluka公司)；乙醇(色谱纯，天津市四友精细化学品有限公司)。LABOROTA 4000旋转蒸发仪：Heidolph公司；KQ-50EX超声波振荡仪：昆山市超声仪器有限公司；MX-RD-PRO振荡仪：RAGONLAB公司；6890N气相色谱仪(FID检测器)：Agilent公司。脂肪酸甲酯标准品10种(表1)：美国NU-CHEK。

表1 标准物质信息

1.3 气相色谱条件[7]

Agilent气质联用仪，色谱柱：SUPELCO SP-2560(100 m×0.20 μm×0.25 mm)；载气为高纯氮气(99.99%)，载气流速1.0 mL/min；进样口温度：250 ℃；柱温条件为初始温度140 ℃，保持5 min，以3 ℃/min升温至240 ℃，保持20 min。进样量1μL分流；分流进样，分流比：15∶1。检测器温度：250 ℃。氢气流量：40.0 mL/min，空气流量：350.0 mL/min，尾吹气(N2)流量：30.0 mL/min。

2 试验方法

2.1 大米中油脂提取方法的优化

常用提取溶剂主要有正己烷、石油醚、乙醇、异辛烷等。提取溶剂应尽量选择毒性小、成本低、与油类物质极性相似的溶剂。具体操作为分别平行测定3份同种菜籽油涂米样品，涂油量50.00 mg，分别各加入正己烷、石油醚、乙醇50 mL振摇提取10 min，取溶剂部分采用旋转蒸发仪，分别去除正己烷、石油醚、乙醇带来的溶剂质量后称质量，以回收率(回收率=检出量/涂抹量×100%)来判定优劣。

油脂提取方式主要有浸泡提取、超声提取和索氏提取，具体操作为分别平行测定3份同种菜籽油涂米样品，涂油量50.00 mg，均加入50 mL正己烷后分别采用浸泡，超声，振摇10 min后取溶剂部分挥干，称质量去除正己烷带来的溶剂质量，以回收率来判定优劣。

提取时间选择10、15、20 min。鉴于大量实验积累证实，大部分的提取时间在10 min时，回收率已达到90%及以上。最长时间选择20 min是由于油脂仅存在于米粒的表面；因此不用考虑更长的时间，且时间过长会使大米里的油脂被大量提取出来。具体操作为取3份同种菜籽油涂米样品，涂油量50.00 mg，加入50 mL正己烷后，分别振摇10、15、20 min后取溶剂部分挥干，后称质量去除正己烷带来的溶剂质量，以回收率来判定优劣。

2.2 脂肪酸甲酯制备条件的优化[8]

脂肪酸甲酯提取溶剂的选择包括异辛烷、正己烷、石油醚乙醇(沸点30～60 ℃)、石油醚乙醇(沸点60～90 ℃)、石油醚(沸点60～90 ℃)。由于加热过程中的挥发性不同，石油醚有30～60 ℃和60～90 ℃ 2种沸点，其挥发性也不一样。

皂化温度的选择：60、70、80、90 ℃。

皂化振摇频率的选择：在皂化过程中需振摇，温度越高，越会有大量NaOH晶体析出，故不考虑90 ℃左右温度。试验选择70 ℃下不间断振摇与间断振摇和80 ℃下不间断振摇与间断振摇。

皂化甲酯化过程优化：选择70 ℃或80 ℃下不间断振摇15～20 min，使油脂试样充分皂化，考察不同前处理过程对检测结果的影响。

方法1：取菜籽油+NaOH甲醇溶液(0.5 mol/L)4 mL→70 ℃水浴回流至油滴消失(约25 min)→BF3甲醇溶液4 mL→继续煮沸3 min→取下小烧瓶迅速加入正己烷3 mL→盖上盖子，摇匀放置3 min→沸腾溶液中加入饱和NaCl溶液后振摇1 min→静置分层→上层有机相用无水Na2SO4吸水后，过滤上机。

方法2：步骤同方法1，将水浴温度改为80 ℃。

方法3：步骤同方法2，将正己烷改为石油醚(60～90 ℃)。

方法4：步骤同方法1，将正己烷改为石油醚乙醇(60～90 ℃)。

方法5：步骤同方法2，将正己烷改为异辛烷。取相同质量的菜籽油，采用不同的皂化甲酯化过程，依据检出各组分的脂肪酸甲酯质量分数，判断其优劣。各组分的脂肪酸甲酯检出质量分数越高，其前处理方法的回收率越高。

2.3 菜籽油质量分数的测定

研究组手术时间比对照组,差异无统计学意义(P>0.05),研究组术前隐性失血量、显性失血量、术后隐性失血量低于对照组(P<0.05)。详见下表1:

称取样品2.000 g，经皂化、甲酯化后，取上层有机相(异辛烷层)过0.45 μm滤膜，用气相色谱仪测定[8]。

3 结果与讨论

3.1 大米中油脂提取方法优化

按照大米中油脂提取方法的优化试验方案，获得的相关试验结果见表2—表4。

表2 提取溶剂与回收率的关系

表3 提取方式与回收率的关系

表4 提取时间与回收率的关系

试验结果表明：4种试验溶剂中正己烷的回收率最大，为97.5%；3种提取方式中索氏提取的回收率最大，为97.3%；4种提取时间中，15 min为最经济、高效的时间。故大米中菜籽油的最佳提取条件为正己烷索氏提取15 min。

3.2 皂化甲酯化条件的优化

按照脂肪酸甲酯制备条件的优化试验方案，获得的相关实验结果见表5、表6、表7和表8。

表5 提取溶剂与回收率关系

表6 皂化温度与皂化效果的关系

表7 振摇方式与温度和时间的关系

表8 不同前处理过程对检测结果的影响 μg/mL

皂化甲酯化的5种提取溶剂中异辛烷或石油醚(沸点60～90℃)的回收率最高，为90%以上。4种皂化温度下，60 ℃时大部分油脂不能有效地皂化，仅有少量油脂完成皂化；90 ℃时，由于温度过高，有机溶剂挥发较快，大量NaOH晶体析出，不利于皂化反应；在70、80 ℃时，皂化甲酯化效果都较好，为提高试验效率，选择80 ℃为最适温度。在不同振摇方式、皂化温度和时间条件下，振摇越频繁，皂化时间越短，在相同条件下，精炼菜籽油皂化时间较短，更容易皂化，且不间断振摇的效果均优于间断振摇试验条件。5种皂化甲酯化方法中，80 ℃条件下回收率均高于70 ℃，且异辛烷>正己烷>石油醚(60～90 ℃)，即方法5为最适皂化甲酯化条件。

3.3 样品中10种脂肪酸甲酯的测定

取肉豆蔻酸甲酯等10种混合标准系列溶液，按照上述色谱和质谱条件进行分析，外标法定量，以峰面积y对质量浓度χ(μg/mL)进行线性回归，标准谱图见图1，校正曲线回归方程和相关系数见表9。

图1 10种脂肪酸甲酯标准谱图

项目线性范围/(μg·L-1)相关系数(R2)回归方程肉豆蔻酸甲酯0．00066～0．006600．998y=5．865×104x棕榈酸甲酯0．00264～0．026400．998y=2．467×105x硬脂酸甲酯0．00198～0．019800．999y=1．892×105x油酸甲酯0．02970～0．297000．999y=2．759×106x亚油酸甲酯0．00990～0．099000．996y=9．183×105x花生酸甲酯0．00198～0．019800．995y=1．885×105x亚麻酸甲酯0．00198～0．019800．995y=1．821×105x二十二酸甲酯0．00198～0．019800．999y=1．927×105x芥酸甲酯0．01320～0．132000．997y=1．254×106x二十四酸甲酯0．00198～0．019800．996y=1．927×105x

按优化后试验条件，称取样品2.000 g，经皂化、甲酯化后，取上层有机相(异辛烷层)过0.45 μm滤膜，气相色谱仪测定，获得典型谱图(见图2、图3)，检测结果见表9。其中，1～5为不同产地的大米空白，6和7为涂油大米的空白对照，涂油大米1～12为阳性样品。

表10 样品中脂肪酸甲酯检测结果

图2 大米空白1脂肪酸甲酯色谱图

图3 涂油大米1脂肪酸甲酯色谱图

结果表明，空白大米样品中，油酸甲酯(C18∶1n9c)质量浓度在10种脂肪酸中最高，为19.657～42.177 μg/mL，平均值为28.897 μg/mL；亚油酸甲酯(C18∶2n6c)质量浓度仅次于油酸甲酯，为15.811～32.564 μg/mL，平均值为22.858 μg/mL；棕榈酸甲酯(C16∶0)质量浓度居第三，为9.764～18.134 μg/mL，平均值为14.148 μg/mL；硬脂酸甲酯含量(C18∶0)质量浓度排第四，为1.440～4.292 μg/mL，平均值为2.621 μg/mL；亚麻酸甲酯(C18∶3n3)质量浓度居第五，为0.496～1.040 μg/mL，平均值为0.744 μg/mL；花生酸甲酯(C20∶0)质量浓度居第六，为0.392～0.762 μg/mL，平均值为0.583 μg/mL。数据分析显示，油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、亚麻酸、花生酸等6种脂肪酸占大米总脂肪酸的比例具有相对稳定性；但其他脂肪酸含量相对较低，其所占比例规律性不强。例如，大米空白1、3、4中肉豆蔻酸甲酯(C14∶0)的质量浓度比二十四酸甲酯(C24∶0)高，大米空白2、5、6、7中肉豆蔻酸甲酯(C14∶0)质量浓度却比二十四酸甲酯(C24∶0)低。10种脂肪酸甲酯中质量浓度最低的是芥酸甲酯(C22∶1n9)，其次是二十二酸甲酯(C22∶0)。空白样品中，有3个未检出芥酸甲酯(C22∶1n9)，说明不是每种大米都含有芥酸。从表10可知，7个空白样品都不同程度的检出脂肪酸，所以为避免检出假阳性的涂油大米，都需要同时做空白对照实验。

大米涂渍菜籽油后的平行测定结果表明，阳性大米样品中油酸甲酯(C18∶1n9c)质量浓度最高，为39.815～177.447 μg/mL，平均值89.312 μg/mL；亚油酸甲酯(C18∶2n6c)的质量浓度在样品1、5中仅次于油酸甲酯，在样品2、3、4、6中含量居第三，为34.450～66.961 μg/mL，平均值40.788 μg/mL；芥酸甲酯(C22∶1n9)在样品2、3、4、6中质量浓度居第二，在样品1、5中居第三，为23.710～72.079 μg/mL，平均值39.387 μg/mL；棕榈酸甲酯(C16∶0)质量浓度在样品1、3、5中质量浓度居第四，在样品2、4、6中居第五，为11.455～28.570 μg/mL，平均值16.199 μg/mL；亚麻酸甲酯(C18∶3n3)质量浓度在样品2、4、6中质量浓度居第四，在样品1、3、5中居第五，为7.510～28.850 μg/mL，平均值13.920 μg/mL；硬脂酸甲酯(C18∶0)质量浓度居第六，为2.995～7.765 μg/mL，平均值4.649 μg/mL；花生酸甲酯(C20∶0)质量浓度居第七，为0.890～3.281 μg/mL，平均值1.660 μg/mL；二十二酸甲酯(C22∶0)质量浓度居第八，为0.610～1.575 μg/mL，平均值0.909 μg/mL；二十四酸甲酯除样品3外其质量浓度均居第九，为0.310～0.908 μg/mL，平均值0.574 μg/mL；肉豆蔻酸甲酯(C14∶0)质量浓度除样品3外均为最低，为0.280～0.416 μg/mL，平均值0.336 μg/mL。

大米空白六﹑七为阳性空白对照样品，其各种脂肪酸甲酯化后的平均质量浓度分别为肉豆蔻酸甲酯0.254 μg/mL，棕榈酸甲酯10.626 μg/mL，硬脂酸甲酯1.691 μg/mL，油酸甲酯25.445 μg/mL，亚油酸甲酯18.807 μg/mL，花生酸甲酯0.484 μg/mL，亚麻酸甲酯0.637 μg/mL，二十二酸甲酯0.151 μg/mL，芥酸甲酯0.094 μg/mL，二十四酸甲酯0.207 μg/mL。

3.4涂油抛光大米的定性判定

大米涂渍菜籽油后10种脂肪酸甲酯含量平均值与样品6中各种脂肪酸甲酯平均质量浓度比较结果见表11。

表11 空白样品与涂油样品脂肪酸甲酯对比表

结果表明，在大米抛光剂通常涂抹量(0.025%)条件下，大米涂渍菜籽油后，样品中10种脂肪酸甲酯均有不同程度的增加，除肉豆蔻酸甲酯和棕榈酸甲酯检测质量浓度变化不大外，亚油酸甲酯、二十四酸甲酯增加约2倍，硬脂酸甲酯增加约3倍，油酸甲酯增加约3.5倍，花生酸甲酯增加约4倍，二十二酸甲酯增加约6倍，亚麻酸甲酯增加约20倍，芥酸甲酯增加约40倍，均达到2倍或3倍以上的显著性水平。由于硬脂酸甲酯、花生酸甲酯、二十二酸甲酯和二十四酸甲酯等尽管在大米涂渍前后增加值显著，但其检出值均相对较小，作为大米中存在菜籽油的参考指标时容易受到偶然因素的影响。根据实验结果，选择脂肪酸甲酯(油酸甲酯，亚油酸甲酯，亚麻酸甲酯和芥酸甲酯)作为定性判定大米中存在菜籽油的依据，基于空白测定值，取置信度系数为2，分别取其质量浓度大于55.0、45.0 、1.50、0.2 μg/mL时，作为判定大米中非法添加菜籽油的参考值，判定检验结果为阳性，其可靠性为95%。

4 结论

大米中菜籽油检测技术方案：用正己烷提取大米中油脂，加入4 mL NaOH-甲醇溶液(0.5 mol/L)，在80 ℃水浴回流15～20 min至油滴消失，加入4 mL BF3甲醇溶液，煮沸3 min，取下烧瓶迅速加入3 mL异辛烷，再在沸腾溶液中加入饱和NaCl溶液后振摇1 min，静置分层，取上层有机层用无水Na2SO4去除水分，过0.45 μm滤膜，上机测定(气相色谱检测条件参考国家标准GB/T17377)。

涂油大米的判定方法为：油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯和芥酸甲酯检出值分别大于55.0 、45.0 、1.50、0.2 μg/mL时，判定检验结果为阳性。本方法置信度系数为2，可靠性为95%。

[1]杨宗海.我国营养强化大米的工艺现状和发展[J].粮食加工,2011(36):29.

[2]瞿爱华，陈佳新，甄龙虎，等.影响大米抛光效果的工艺研究[J].黑龙江八一农垦大学学报,2014,26(5):48.

[3]钱申波，段献起，朱爱民.大米抛光工艺效果影响因素[J].农业机械，2012(30):22.

[4]彭元怀，肖新生，高利军.涂油大米中矿物油的定性分析[J]．粮食工程技术，2009(6)：83.

[5]郑敏燕，魏永生，宁建国，等.大麦籽粒油脂脂肪酸成分分析[J].科技导报,2010,28(15):75.

[6]唐芳，李小元，吴卫国，等.山茶油脂肪酸甲酯化条件研究[J].粮食与油脂,2010(8):36.

[7]动植物油脂脂肪酸甲酯的气相色谱分析: GB/T 17377—2008[S].2008.

[8]动植物油脂 脂肪酸甲酯制备: GB/T17376—2008[S].2008.

(编校：叶超)

Study on the Determination Method of Rapeseed-oil in Polished Rice

XU Feng,LI Renwei*,LUO Yue, CHENG Guihong,HU Yinchuan

(Sichuan Institute of Product Quality Supervision & Inspection, Chengdu 610100 China)

The determinationmethod for rapeseed-oil from polished rice by GC was established. The rapeseed-oil in polished ricewas extracted by n-hexane. The oil was saponified and methylated and then was dissolved in isooctane.GC was finally used to determined. The method can determine rapeseed- oil illegally added in polished rice in the condition ofmethyl oleate, methyl linoleic acid, linolenic acid methyl ester and methyl mustard was respectively above 55.0 , 45.0 , 1.50 and 0.2 μg/mL. The results of reliability weremore than 95% and confidence factor was 2.

polished rice;rapeseed-oil;gas chromatography；determination & identification

2016-04-27

四川省科技谋划项目(2009SZ0032)。

徐枫(1983—)，女，工程师，硕士，主要研究方向为食品检测技术与质量控制。

*通信作者：李仁伟(1965—)，男，教授，博士后，主要研究方向为食品药品质量安全与检测实验室管理。

TB489;TB487

A

1673-159X(2016)05-0039-7

10.3969/j.issn.1673-159X.2016.05.008