氣相色譜法鑒別潲水油

唐盼盼，李詩言，俞琰壘，張虹

(浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，浙江 杭州，310035)

潲水油是指以剩飯剩菜等餐廚垃圾加工處理而得到的油脂，經(jīng)過高溫高熱過程，VA、VE，胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被破壞，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值顯著降低;潲水油在精煉過程中經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)多次高溫加熱，不飽和脂肪酸受到分解，油脂的不飽和度降低，油脂的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值發(fā)生改變;潲水油接觸環(huán)境復(fù)雜，會(huì)帶入各種有毒有害物質(zhì)，引發(fā)食品安全問題。

潲水油成分復(fù)雜，來源差異性大，沒有明確的檢測(cè)指標(biāo)鑒別，為不法分子有了可趁之機(jī)。目前大多是通過找出廢棄油脂中區(qū)別于普通油脂特征性物質(zhì)來鑒定潲水油，但這些特征性物質(zhì)通常是外源性污染物，如膽固醇、黃曲霉素、十二烷基苯磺酸鈉、重金屬離子等，這種方法的長(zhǎng)處是可對(duì)特征物質(zhì)定量分析，缺點(diǎn)是特征性不專一，局限性大;另外一種檢測(cè)方法是通過鑒定潲水油在精煉過程中產(chǎn)生的特異性內(nèi)源組分，如脂肪酸組成、反式脂肪酸含量等，其優(yōu)點(diǎn)是精煉過程中未去掉內(nèi)源性物質(zhì)，結(jié)果較為準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是監(jiān)測(cè)方法或手段較復(fù)雜。

氣相色譜法靈敏度高，分析速度快，可測(cè)得痕量物質(zhì)和分離性質(zhì)相近物質(zhì)。國內(nèi)外有關(guān)于運(yùn)用氣相色譜法對(duì)脂肪酸組分進(jìn)行分析檢測(cè)的報(bào)導(dǎo)有很多［1-5］。尹平河等［3］利用薄層色譜對(duì)潲水油的醛、酮類化合物進(jìn)行分析;潘劍宇等［4］將酸值作為辨別潲水油與合格食用油的理化指標(biāo);全常春等［5］應(yīng)用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用的靜態(tài)頂空方法，對(duì)精煉潲水油的揮發(fā)成分進(jìn)行了檢測(cè)，雖然一定程度上能有效的對(duì)油脂進(jìn)行鑒別，但也存在干擾，易產(chǎn)生假陽性結(jié)果。

本研究采用氣相色譜法對(duì)食用油與潲水油的脂肪酸成分進(jìn)行分析，利用廢棄油脂的脂肪酸相對(duì)不飽和度(U/S)明顯小于同種類的食用油;短鏈脂肪酸與奇數(shù)碳脂肪酸的含量較同類食用油更高的特點(diǎn)，對(duì)這3個(gè)內(nèi)源性特征指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)原料

表1 實(shí)驗(yàn)原料Table 1 Materials of experiment

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)品，美國Sigma公司;氯化鈉、無水硫酸鈉、石油醚、正己烷、甲醇、氫氧化鈉均為分析純，購于上海申翔化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

A7890氣相色譜儀，美國安捷倫公司;DK-S22型電熱恒溫水浴鍋，上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;PL4002-IC電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

將新鮮豬肉、牛肉、羊肉、鴨肉、雞肉分成2份，一份用于生肉油脂提取，另一份用于熟肉油脂提取，得到的油脂樣品放入冰箱保存。在肉類的油脂提取中要確保工藝條件的一致，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

1.2.2 樣品甲酯化

取30 mg樣品于20 mL試管中，用移液槍移取2 mL 0.5 mol/L KOH-CH3OH溶液，在60℃水浴加熱至油珠完全溶解(約20 min)，冷卻后加入2 mL 14%BF3-CH3OH溶液，于60℃水浴中酯化5 min，冷卻，加入2 mL正己烷，振搖后加入2 mL飽和氯化鈉溶液，充分振蕩后靜置20 min，取上清液進(jìn)行氣相分析。

1.2.3 氣相色譜條件

選擇DB-23為毛細(xì)管色譜柱，載氣為高純氮?dú)?，流速?1.3 mL/min，采用分流進(jìn)樣，分流比 100∶1，氫氣作為燃?xì)猓魉?0 mL/min，空氣流速300 mL/min，進(jìn)樣量 1 μL。

升溫程序:60℃ 保持 1 min，以 5℃/min升到165℃，保持1 min，再以2℃/min升至200℃，保持5 min，最后以4℃/min升至250℃，保持15 min。檢測(cè)器的溫度為250℃，進(jìn)樣口的溫度為250℃。

1.2.4 樣品定量分析

普通食用植物油、動(dòng)物生肉油脂、動(dòng)物熟肉油脂、粗潲水油和精煉潲水油樣品甲酯化后，氣相色譜分析其脂肪酸組成，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。

采用峰面積校正歸一化法定量各脂肪酸甲酯含量，按式(1)計(jì)算:

式中:Xi，被測(cè)組分i脂肪酸甲酯百分比含量，%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));Ai，被測(cè)組分i脂肪酸甲酯峰面積;fi，被測(cè)組分i脂肪酸甲酯校正因子。

2 結(jié)果與討論

2.1 油樣脂肪酸組成

2.1.1 動(dòng)物植物油脂脂肪酸組成

普通食用植物及動(dòng)物生肉和熟肉油脂脂肪酸組分分析結(jié)果分別見表2～表4。

表2 普通食用植物油的脂肪酸組成(n=3)%Table 2 Fatty acid composition of vegetable oil samples(n=3)%

表3 動(dòng)物生肉油脂的脂肪酸組成(n=3)%Table 3 Fatty acid composition of raw animal oil samples(n=3)%

表4 動(dòng)物熟肉油脂的脂肪酸組成(n=3)%Table 4 Fatty acid composition of cooked animal oil samples(n=3)%

油脂一般可以分為固態(tài)的動(dòng)物性油脂和液態(tài)的植物性油脂。由表2～表4可知，動(dòng)物性油脂中的飽和脂肪酸含量與不飽和的脂肪酸含量都較高，個(gè)別的組分中飽和的脂肪酸含量稍高于不飽和脂肪酸的含量，其中飽和脂肪酸主要以棕櫚酸和硬脂酸為主，含量為36%～55%。不飽和脂肪酸以油酸和亞油酸為主，是動(dòng)物生長(zhǎng)中不可缺少的脂肪酸。對(duì)于大多數(shù)植物性油脂，通常不飽和脂肪酸含量遠(yuǎn)高于飽和脂肪酸的含量，但棕櫚油比較特殊，它的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的含量基本相等。植物油中不飽和脂肪酸的成分也以油酸和亞油酸為主要，脂肪酸的相對(duì)不飽和度一般在4～6.2之間［6］，有些特別高的則可以達(dá)到9，比如山茶油，而低的棕櫚油則只有1.4。

表3、表4中的數(shù)據(jù)顯示，在加熱前后的動(dòng)物油脂中的各類飽和脂肪酸部分稍有增加，不飽和脂肪酸的含量稍有減少，可能是因?yàn)椴伙柡偷闹舅嵩谳^高溫度下發(fā)生氧化而變得飽和，卻只是極小的一部分。因此，只通過簡(jiǎn)單的加熱煮沸并不能使脂肪酸的成分及比例發(fā)生大的變化。

2.1.2 潲水油油脂脂肪酸組成

粗潲水油油脂和精煉潲水油油脂脂肪酸組分分析結(jié)果見表5和表6。

表5 粗潲水油脂肪酸組成(n=3)%Table 5 Fatty acid composition of swill oil samples(n=3)%

所謂潲水油是在餐飲業(yè)中，經(jīng)過烹調(diào)控油被廢棄，進(jìn)而排到下水道中，與水、金屬、微生物等作用，發(fā)生酸敗以及更復(fù)雜的化學(xué)發(fā)應(yīng)，產(chǎn)生許多有毒有害物質(zhì)，由隔油器收集，然后經(jīng)人工提煉呈金黃色至暗紅色以及有酸敗味且不能再食用的油品的總稱［7］。特點(diǎn)是短鏈脂肪酸和奇數(shù)碳脂肪酸含量較高，脂肪酸相對(duì)不飽和度(U/S)值［8］較低，含一定量的反式脂肪酸，并且脂肪酸的分布也不同于同種類的食用油。由表5可知，粗潲水油樣品中 a-1、a-3和 a-5棕櫚酸(C18∶0)含 量 很高，分別 達(dá)到 (40.17 ± 0.17)%、(39.23 ±0.27)% 和(38.95 ±0.13)%，飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量幾乎相等，符合棕櫚油脂肪酸組成特征;a-2和a-4中亞麻酸(C18∶2)含量很高，分別為(48.89 ±0.19)% 和(46.46 ± 0.34)%，屬于亞麻酸類油脂，由表6可知，精煉潲水油中主成分沒有改變。相比于食用植物油脂和動(dòng)物生、熟油脂，粗潲水油中含有較多的短鏈脂肪酸，特別是 C4∶0和 C6∶0等短鏈脂肪酸含量都較高，但是經(jīng)過精煉后，其含量大幅下降，甚至不被檢出，說明精煉能有效去除短鏈脂肪酸。

表6 精煉潲水油脂肪酸組成(n=3)%Table 6 The fatty acid composition of refined swill oil(n=3)%

2.2 油樣脂肪酸鑒別分析

本文通過對(duì)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析，從脂肪酸的相對(duì)不飽度、短鏈脂肪酸含量和奇數(shù)碳脂肪酸三方面來鑒別潲水油與正常食用植物油。

2.2.1 脂肪酸相對(duì)不飽和度

脂肪酸相對(duì)不飽和度(U/S)指油脂中不飽和脂肪酸含量與飽和脂肪酸含量比值。不同品種的食用油中相對(duì)不飽和度值(U/S)是不同的，但是同種類別的食用油中的相對(duì)不飽和度值(U/S)有很明顯的特征。并且同種類油脂的相對(duì)不飽和度值(U/S)很相近，其中棕櫚油U/S的平均值為1.3，食用花生油為4.2，豆油為5.3，葵花籽油為6.1，芝麻油為6.4，玉米油為 6.7，菜籽油為 13.2［8］。從表 1、表 4、表 5 中可以看出潲水油樣品中的a-1、a-3、a-5的油脂脂肪酸組成成分和棕櫚油的脂肪酸組成很相近，而a-2、a-4的脂肪酸成分和大豆油的脂肪酸組成很相近。但是這5種潲水油的脂肪酸相對(duì)不飽和度(U/S)明顯小于同種類食用油中相對(duì)不飽和度(U/S)，這是由于潲水油中的部分的不飽和脂肪酸由于發(fā)生酸敗而被氧化，生成醛或者酮以及飽和的脂肪酸，使得不飽和脂肪酸的含量降低，導(dǎo)致相對(duì)不飽和度值(U/S)降低［9］。但是如果將多種U/S值相差較大的潲水油與普通的食用油相混合，也可以將U/S值提高到一個(gè)較高的水平，所以不能單一的把脂肪酸相對(duì)不飽和度值(U/S)作為鑒別食用油和潲水油的指標(biāo)。

2.2.2 短鏈脂肪酸的含量

短鏈脂肪酸是指碳原子個(gè)數(shù)小于6的有機(jī)脂肪酸，也稱揮發(fā)性脂肪酸［10］。由表2～表4可知，普通食用油中并不含有短鏈脂肪酸，而在粗潲水油中短鏈脂肪酸的含量較高，最低含量為0.05%，最高含量則可以達(dá)到0.70%，這是因?yàn)殇秃形⑸锉容^多，微生物通過發(fā)酵作用或是油脂本身發(fā)生酸敗而產(chǎn)生大量短鏈脂肪酸，因此通過檢測(cè)短鏈脂肪酸的含量可以判斷食用油的污染程度。不過，短鏈脂肪酸也不能作為絕對(duì)的一個(gè)油脂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)橥ㄟ^多次精煉，同樣可以除去短鏈脂肪酸，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平。

2.2.3 奇數(shù)碳脂肪酸

此外，選用十三烷酸和十七烷酸等奇數(shù)碳脂肪酸含量鑒別潲水油和正常食用植物油。由表2～表4可知，普通動(dòng)植物油中沒有的十三烷酸，十七烷酸在普通植物油中的含量低于0.1%，而在粗潲水油中最高可達(dá) 0.23%，因而具有鑒別意義［11］。

3 結(jié)論

通過研究比較各個(gè)樣品的脂肪酸相對(duì)不飽和度(U/S)值、短鏈脂肪酸以及十三烷酸、十七烷酸的含量，發(fā)現(xiàn)潲水油與普通植物油存在的差異性:潲水油油脂中脂肪酸相對(duì)不飽和度(U/S)值明顯小于同種類植物油脂肪酸相對(duì)不飽和度(U/S);短鏈脂肪酸在普通植物油中無法檢出，但在潲水油中含量較高(0.05% ～0.7%);在潲水油中檢測(cè)出十三烷酸和十七烷酸等奇數(shù)碳脂肪酸(0.23%)。與以往的檢測(cè)單個(gè)指標(biāo)相比，本試驗(yàn)綜合對(duì)比油脂的3個(gè)內(nèi)源性物質(zhì)含量，可以克服油脂因精煉而造成不易準(zhǔn)確檢測(cè)的缺陷，綜合評(píng)價(jià)油脂的特性有效提高油脂檢測(cè)的準(zhǔn)確性。該方法可用于食用油的日常分析檢測(cè)和質(zhì)量控制。

［1］ Sepp?nen-Laakso T，Laakso I，Hiltunen R.Analysis of fattyacids by gaschromatography and its relevance to research on health and nutrition［J］.Analytica Chimica Acta，2002，465:39-62.

［2］ Joachima A，Ryllb M，Daugschiesa A.Fatty acid patterns of different stages of Oesophagostomum dentatum and Oesophagostomum quadrispinulatum as revealed by gas chromatography［J］.International Journal for Phraseology，2000，30:819-827.

［3］ 尹平河，潘劍宇，趙玲.薄層色譜法快速鑒別潲水油和煎炸老油的研究［J］.中國油脂，2004，29(4):47-49.

［4］ 潘劍宇，尹平河，余漢豪，等.潲水油、煎炸老油與合格食用植物油的鑒別研究［J］.食品科學(xué)，2003，(24)8:27.

［5］ 全常春，尹平河，趙玲，等.精煉餐飲業(yè)地溝油揮發(fā)性危害成分的GC/MS靜態(tài)頂空分析［J］.食品科學(xué)，2004，25(4):129-134.

［6］ 曹文明，薛斌，楊波濤，等.地溝油檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展與研究［J］.糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2011，36(1):42.

［7］ 潘劍宇，尹平河，余漢豪，等.潲水油、煎炸老油與合格食用植物油的鑒別研究［J］.食品科學(xué)，2003，(24)8:27.

［8］ 伊河平，王桂華，趙玲，等.GC-MS法鑒別食用油和餐飲業(yè)中廢棄油脂的研究［J］.分析試驗(yàn)室，2004，23(4):8.

［9］ 于華東，鄒永鵬，周華龍，等.不飽和天然油脂在氧化與環(huán)氧化反應(yīng)歷程中的差異［J］.中國皮革，2010，(17):53-59.

［10］ 詹彥支，興剛.短鏈脂肪酸的再認(rèn)識(shí)［J］.實(shí)用臨床醫(yī)學(xué)，2007，8(1):134.

［11］ 李曉英，彭德偉.餐飲廢油與食用植物油品質(zhì)的GC—MS檢測(cè)［J］.中國油脂，2011，36(4):76-77.