食品中17種反式脂肪酸的氣相色譜測定方法

陳月曉,唐凌軒,李全霞,崔亞娟,*,何　梅,李　東,

何　濤2,黃　華2,崔　旸2,路　勇2

(1.北京市營養(yǎng)源研究所,北京 100069;2.北京市食品安全監(jiān)控和風險評估中心,北京 100041)

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食品中17種反式脂肪酸的氣相色譜測定方法

陳月曉1,唐凌軒1,李全霞1,崔亞娟1,*,何梅1,李東1,

何濤2,黃華2,崔旸2,路勇2

(1.北京市營養(yǎng)源研究所,北京 100069;2.北京市食品安全監(jiān)控和風險評估中心,北京 100041)

本文建立了適合食品中反式脂肪酸(Trans Fatty Acids,TFAs)的檢測方法,并采集典型樣品對其中的反式脂肪酸的含量進行測定,以了解其中的TFAs水平。加入內標物的試樣(油脂試樣除外)經水解-乙醚溶液提取其中的脂肪后,在堿性條件下皂化和甲酯化,生成脂肪酸甲酯,經毛細管氣相色譜分析,內標法定量計算。結果表明,本研究條件下的反式脂肪酸甲酯能夠有較好的分離,線性良好,線性相關系數R2均大于0.99。所采集的樣品中有不同含量水平的反式脂肪酸,主要包括以下幾類tC14∶1、tC15∶1、tC16∶1、tC18∶1、tC18∶2,根據樣品類別的不同所含有的反式脂肪酸的類別也有所差異。

食品,反式脂肪酸,氣相色譜

反式脂肪酸(Trans fatty acids,TFAs)是一類含有反式非共軛雙鍵的不飽和脂肪酸,近年來,反式脂肪酸對于人們健康的影響一直是人們關注的熱點。眾多研究表明,反式脂肪酸的過量攝入可增加患心臟和血管系統(tǒng)疾病的危險,其對血脂分布的不良影響大于飽和脂肪酸[1-7],部分研究還認為反式脂肪酸與糖尿病[8]、癌癥[9-10]發(fā)生等有關,同時影響嬰兒的生長發(fā)育[11]。

反式脂肪酸主要來源于油脂的氫化和油脂的精煉脫臭,少量源自于自然界中天然存在的反式脂肪酸[11]。為保護消費者健康,目前各國政府和學術團體已經紛紛發(fā)表聲明或出臺政策,建議居民減少反式脂肪酸的攝入,如WHO/FAO在“膳食、營養(yǎng)與慢性病預防”的專家委員會報告中,指出為增進心血管健康,盡量控制飲食中的反式脂肪酸,最大攝取量最好不超過總能量的1%[12]。

目前國內對于反式脂肪酸的研究有多種方法,如銀離子薄層色譜將反式脂肪酸甲酯預分離,再用氣相色譜檢測;傅立葉變換紅外光譜法和氣相色譜法分析TFAs;近紅外法和氣相色譜法,氣相色譜-質譜法,氣相色譜法和紅外光譜法等[13-19];目前氣相色譜和GC-MS均能準確檢測出反式脂肪酸的含量和種類,其中AOCS(American Oil Chemists Society)和FDA(Food and Drug Administration)、AOAC(Association of official agricultural chemists)比較推崇的是氣相色譜的方法。綜合看來氣相色譜法是國內外檢測食品中反式脂肪酸應用比較普遍使用的方法,成熟、可靠、靈敏度較高且準確率較高?！禛B/T 22110-2008 食品中反式脂肪酸的測定 氣相色譜法》中適用范圍中限定為植物油和含植物油食品,不適用于動物油脂和含動物油脂的食品,本文在國內外研究基礎上對國標方法進行了改良,與國標相比較本研究擴大了樣品的適用范圍,增加了反式脂肪酸的測定種類。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

本研究針對反式脂肪酸的來源進行樣品采集,包括植物油脂、氫化油脂、反芻動物的肉及乳類和乳制品等。

主要儀器氣相色譜儀(FID檢測器)GC2010島津公司;沙德利斯天平BS224S;振蕩器MMV-1000W東京EYELA;旋轉蒸發(fā)儀東京理化 N-1100;循環(huán)水式多用真空泵東京理化CAE-1310;濾膜φ13 mm,0.45 μm;高純氮氣。

主要標準品十一碳酸甲酯,反-9-十四碳一烯酸甲酯;反-10-十五碳一烯酸甲酯;反-9-十六碳一烯酸甲酯;反-10-十七碳一烯酸甲酯;反-6-十八碳一烯酸甲酯;反-9-十八碳一烯酸甲酯;反-11-十八碳一烯酸甲酯;反-9,反-12-十八碳二烯酸甲酯;順-9,反-12-十八碳二烯酸甲酯;反-9,順-12-十八碳二烯酸甲酯;順-9,順-12-十八碳二烯酸甲酯;反-9,反-12,反15-十八碳三烯酸甲酯;反-9,反-12,順15-十八碳三烯酸甲酯;反-9,順-12,反15-十八碳三烯酸甲酯;順-9,反-12,反15-十八碳三烯酸甲酯;順-9,順-12,反15-十八碳三烯酸甲酯;順-9,反-12,順15-十八碳三烯酸甲酯;反-9,順-12,順15-十八碳三烯酸甲酯購自Nuchek公司;37種脂肪酸甲酯混和標準品購自Supelco公司。

1.2實驗方法

1.2.1標準溶液配制十一碳酸甲酯標準溶液:將十一碳酸甲酯轉移到50 mL容量瓶中,用正庚烷稀釋定容。脂肪酸甲酯單個標準溶液:脂肪酸甲酯分別從安瓿瓶中完全轉移到10 mL容量瓶中加入1 mL十一碳酸甲酯標準溶液,再用正庚烷定容。

1.2.2反式脂肪酸的提取加入內標物的試樣經過酸/堿水解—乙醚溶液提取其中的脂肪后,在堿性條件下皂化和甲酯化,生成脂肪酸甲酯,經過毛細管氣相色譜分析,采用內標法定量測定脂肪酸甲酯含量。依據各種脂肪酸甲酯含量和轉換系數計算出反式脂肪酸的含量。動植物純油脂試樣不需脂肪提取,加入內標物十一碳酸甲酯后直接進行皂化和脂肪酸甲酯化。

1.2.3氣相色譜條件毛細管色譜柱(SP-2560)(100 m×0.25 mm,0.2 μm);進樣口溫度:270 ℃;檢測器溫度:280 ℃;程序升溫:初始溫度100 ℃,持續(xù)13 min,100～180 ℃,升溫速率10 ℃/min,持續(xù)6 min,190～200 ℃,升溫速率1 ℃/min,持續(xù)20 min,200～230 ℃,升溫速率4 ℃/min,持續(xù)15.5 min;載氣:氮氣;分流比:100∶1;進樣體積:1.0 μL。

1.2.4反式脂肪酸的定性和定量利用上述色譜條件將脂肪酸甲酯混合標準溶液注入氣相色譜儀,保證各種脂肪酸甲酯得到有效的分離,確定色譜條件。其次使用單個脂肪酸甲酯標準溶液,注入氣相色譜儀,核準、確定每個脂肪酸甲酯保留時間。在確定的色譜條件下,測定樣品經水解、提取、皂化、甲酯化,獲得的脂肪酸甲酯溶液,注入氣相色譜儀,依據保留時間判定色譜峰位置,通過色譜峰峰面積和脂肪酸甲酯內標響應因子計算出樣品中各種脂肪酸甲酯含量。

1.3數據統(tǒng)計分析

采用內標法定量計算出每百克樣品中各種脂肪酸及反式脂肪酸的含量,并計算出各類反式脂肪酸占總脂肪酸含量的百分比進行統(tǒng)計分析。

2　結果與分析

2.1主要反式脂肪酸甲酯混合標準氣相色譜分離情況

主要反式脂肪酸甲酯混合標準溶液注入氣相色譜儀后,經色譜條件的優(yōu)化后,食品中常見的反式脂肪酸基本實現基線分離,分離度好,便于定性,tC18∶3類由于同分異構體較多,在目前常用的100米毛細管柱中尚未達到完全分離,各種反式脂肪酸的分離情況見圖1。

圖1　反式脂肪酸甲酯混合標準氣相色譜分離情況Fig.1　Gas chromatographic separation of trans fatty acids methyl ester mixture standard

2.2標準溶液的線性范圍

準確吸取反式脂肪酸標準儲備溶液,配制成6個濃度點的標準工作液,以濃度為縱坐標,峰面積為橫坐標,繪制標準曲線,結果見表1。各個脂肪酸甲酯在以下范圍內線性關系良好,相關系數R2均大于0.999。結果見表1。

表1　標準溶液的線性范圍和相關系數

表2　回收率實驗結果

2.3加標回收率和精密度實驗

對三個不同含量的植物油分別按照0.5倍、1倍、2倍的濃度進行加標回收,結果見表2。取植物油樣品按照進行前處理后,連續(xù)測定6次(n=6),考察方法的精密度,結果見表2?？梢钥闯?回收率結果較好，RSD均小于10%(數據未列出)，表明方法精密度良好。

2.4樣品的測試

采用已建立的反式脂肪酸的提取方法和優(yōu)化后的色譜條件對采集的樣品中反式脂肪酸進行測定,分析其中反式脂肪酸的分類及含量。

從表3的實驗結果可以看出,所采集到的樣品中均檢出TFAs。乳制品與反芻動物肉中TFAs的種類比較接近,包含了tC14∶1、tC15∶1、tC16∶1、tC18∶1、tC18∶2,這主要是由于反芻動物(牛、羊)體含有天然的反式脂肪酸,因為反芻動物體內微生物的部分酶促生物氫化作用可產生TFAs,因此在純牛奶、純羊奶、各類酸奶及奶粉中均檢測到反式脂肪酸,主要是油酸的異構體,tC18∶1占大部分。牛肉和羊肉中含量普遍高于五花肉、魚肉、雞肉等,且羊肉中含量略高于牛肉。

表3　代表性樣品中脂肪酸的分布及反式脂肪酸含量(g/100 g)

植物油中含有TFAs種類與其他樣品差異較大,主要為tC18∶2,是由于油脂在精煉過程中經歷了脫膠、脫酸、脫色和脫臭,精煉的最后工序脫臭中可形成少量的反式脂肪酸。

3　結論

本研究根據國標方法以及以往研究對反式脂肪酸的測定條件進行了摸索優(yōu)化,建立了較優(yōu)的色譜條件,該方法能實現17種反式脂肪酸甲酯混合標準等順反異構體的分離,適用于食品中反式脂肪酸的定性定量檢測?！禛B/T 22110-2008 食品中反式脂肪酸的測定 氣相色譜法》中適用范圍中限定為植物油和含植物油食品,不適用于動物油脂和含動物油脂的食品,與國標相比較本研究擴大了樣品的適用范圍,增加了9t C14∶1,10t C15∶1,9t C16∶1,10t C17∶1，等反式脂肪酸的測定種類。方法評價結果顯示,該方法的重復性及回收率結果較好，精密度良好,適宜食品中TFAs含量的檢測,所測得實驗結果準確可靠。

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Determination of trans fatty acids in food by gas chromatography

CHEN Yue-xiao1,TANG Ling-xuan1,LI Quan-xia1,CUI Ya-juan1,*,HE Mei1, LI Dong1,HE Tao2,HUANG Hua2,CUI Yang2,LU Yong2

(1.Beijing Research Institute for Nutritional Resources,Beijing 100069,China; 2.Beijing Municipal Center for Food Safety Monitoring and Risk Assessment,Beijing 100041,China)

A suitable method for trans fatty acids in food was established and the content of TFAs in typical samples was determined,in order to obtain the level of TFAs. Fat and fatty acdis in samples with internal standard were extracted by hydrolytic methods,then methylated to fatty acid methyl esters(FAMEs)using BF 3 in methanol. FAMEs were quantitatively measured by capillary gas chromatography(GC)against C11∶0 internal standard. Under this condition TFAs had a good separation and linear,the linear correlation coefficientR2were greater than 0.99. Results showed the collection samples had different levels of trans fatty acids,which mainly include the following categories tC14∶1,tC15∶1,tC16∶1,tC18∶1,tC18∶2,according to the different types samples,the trans fatty acids category also differed.

food;trans fatty acids;gas chromatography

2016-01-29

陳月曉(1985-)，女，碩士，助理研究員，研究方向:食物營養(yǎng)成分，E-mail:yuexiaochen@hotmail.com。

崔亞娟(1979-)，女，博士，副研究員，研究方向：食物營養(yǎng)，E-mail:cuiyj66@163.com。

北京市科技計劃課題 首都居民營養(yǎng)膳食結構研究與數據平臺搭建(Z141100002614013)。

TS207.3

A

1002-0306(2016)17-0292-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.048