基于脂肪酸和生育酚組成的油茶籽油摻假判別可行性分析

黃連琴，王興進，盧宗桂，寧 晨，林麗容，陳 巧

(寧德市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，福建 寧德 352100)

油茶籽油主要來自山茶屬(Camelliasp.) 油茶樹(C.oleiferaAbel)和紅花油茶(C.chekiangoleosaHu)的油茶籽壓榨提取而成，也稱山茶油或茶油。油茶籽油中不飽和脂肪酸含量高，其中油酸含量達75%以上，具有抗氧化、抗癌、消炎、治療心血管疾病等功能[1]。油茶籽油的脂肪酸組成和橄欖油相似，同樣含有天然多酚類物質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素、甾醇等多種天然活性成分，因此被譽為“東方橄欖油”。

油茶籽油與其他植物油相比，所含化學成分有其特有的性質(zhì)和數(shù)量分布。這些成分主要包括甘油三酯、甘油二酯、游離脂肪酸以及其他微量成分，包括維生素、甾醇、多酚類物質(zhì)、皂苷等。目前植物油的摻假問題日益嚴重。特別是油茶籽油、橄欖油、花生油等高價植物油經(jīng)常出現(xiàn)摻雜大豆油、玉米油等低價植物油的現(xiàn)象。除了通過對不同植物油感官等定性鑒別外，對其脂肪酸、甘油三酯、甾醇等成分的特異性定量分析能夠有效區(qū)分不同植物油[2]。

每種油的特異性脂肪酸組成可以作為油的指紋圖譜，用于植物油的摻假鑒別[3-5]。目前對三酰甘油和脂肪酸的指紋圖譜研究較多。但是利用三酰甘油和脂肪酸的組成分析進行植物油摻假鑒別存在一些問題。有些植物油的脂肪酸組成極其相似，難以區(qū)分。特別是當前摻雜植物油的范圍廣泛，真假難辨。目前色譜、質(zhì)譜技術(shù)日益發(fā)展，定量分析已經(jīng)可以達到痕量水平。不同植物油中微量，甚至是痕量組分的定量分析成為可能[6-7]。通過對植物油中的微量成分進行定量分析，并進一步分析其組成特異性能夠作為摻假鑒別的重要依據(jù)[8-10]。這些微量成分主要包括三萜類物質(zhì)、類胡蘿卜素、生育酚、植物甾醇等。有報道，利用橄欖油特有的固醇組成及生育酚、生育三烯酚組成分析能夠鑒別橄欖油摻假問題[11]。

目前，基于化學計量學方法對色譜采集數(shù)據(jù)進行分析使得指紋圖譜技術(shù)發(fā)展不斷成熟[12-13]。通過系統(tǒng)聚類分析(HCA)和主成分分析(PCA)對脂肪酸、維生素、甾醇、多酚等色譜采集數(shù)據(jù)進行加工分析可以有效區(qū)分不同植物油[14-15]。因此，本文從脂肪酸和生育酚的組成分析以及系統(tǒng)聚類分析(HCA)和主成分分析(PCA)方面考察了10種植物油的異同點，并以此作為油茶籽油摻假鑒別的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

9個油茶籽油樣品分別采自幾家大型超市以及可信任的種植油茶樹農(nóng)戶。其他植物油(大豆油、玉米油、花生油、葡萄籽油、葵花籽油、菜籽油、芝麻油、橄欖油、米糠油)每種分別采用3個批次的樣品，樣品分別采自幾家大型超市。37種脂肪酸甲酯標準品和生育酚4種異構(gòu)體購自上海安普公司。

Agilent 7890B氣相色譜儀配有氫火焰離子化檢測器(FID)(安普公司)；Agilent Technologies 1260 Infinity高效液相色譜儀配有熒光檢測器。

1.2 實驗方法

1.2.1 脂肪酸組成分析

脂肪酸組成測定按照GB 5009.168—2016 《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》面積歸一化法進行。

采用氣相色譜進行分析。氣相色譜條件：CD-2560毛細管柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm)；進樣口溫度250℃；檢測器溫度300℃。載氣為氦氣，純度99.999%，流速為0.5 mL/min；分流比60∶1，進樣量1 μL；升溫程序為初始溫度50℃保持10 min，以5℃/min升溫到175℃并保持1 min，以1.8℃/min升溫到210℃并保持8 min，以1.5℃/min升溫到215℃并保持5 min，以1.5℃/min升溫到230℃，保持5 min。

1.2.2 生育酚組成分析

生育酚提取按照GB 5009.82—2016 《食品安全國家標準 食品中維生素A、D、E的測定》中維生素E標準方法進行。

采用高效液相色譜分析。色譜條件：安捷倫XB-C30色譜柱(柱長250 mm，內(nèi)徑4.6 mm，粒徑3 μm)；柱溫20℃；流速1 mL/min；流動相為甲醇和水；熒光檢測波長為激發(fā)波長294 nm，發(fā)射波長328 nm；進樣量10 μL。結(jié)果采用外標法通過標準曲線計算其濃度。最終測得4種生育酚含量，換算成相對含量。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

每種植物油的脂肪酸和生育酚相對含量以“平均值±標準偏差”表示。油茶籽油結(jié)果以9批次市售樣品的測定結(jié)果計算平均值，其他9種植物油均以市售的3批次植物油樣品測定結(jié)果計算平均值。系統(tǒng)聚類分析和主成分分析采用SPSS統(tǒng)計學軟件(IBM SPSS Statistics 19版本)。

2 結(jié)果與討論

2.1 脂肪酸組成

氣相色譜分析10種植物油的脂肪酸組成，結(jié)果見表1。由表1可知，10種植物油中共鑒定出12種脂肪酸，包括肉豆蔻酸(C14∶0)、棕櫚酸(C16∶0)、棕櫚油酸(C16∶1)、十七碳酸(C17∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1n9c)、亞油酸(C18∶2n6c)、花生酸(C20∶0)、二十碳烯酸(C20∶1)、亞麻酸(C18∶3n3)、二十二碳酸(C22∶0)、二十碳五烯酸(C22∶5n3)。油茶籽油中主要包括油酸、亞油酸、硬脂酸、棕櫚酸等，含有少量的棕櫚油酸、亞麻酸等。采用Duncan’s multiple range test方法分析，結(jié)果表明油茶籽油和橄欖油的油酸含量沒有顯著性差異(p>0.05),但與其他植物油的油酸含量存在顯著性差異(p<0.05)。油茶籽油的棕櫚酸含量與葵花籽油、葡萄籽油、芝麻油沒有顯著性差異，與橄欖油等其他植物油存在顯著性差異(p<0.05)。

表1 10種植物油的脂肪酸組成及相對含量 %

注：ND表示未檢出；同一行不同字母表示顯著性差異(p<0.05)。

為了更直觀地表示出10種植物油之間的區(qū)別，利用SPSS軟件，通過系統(tǒng)聚類分析(HCA)，比較得出10種植物油的相似程度，結(jié)果用樹狀聚類分析圖表示，見圖1。

圖1 10種植物油基于脂肪酸組成的系統(tǒng)聚類分析圖

由圖1可知，10種植物油根據(jù)脂肪酸組成的相似程度，從樹枝的分叉關(guān)系看，總體分成兩組，油茶油籽、橄欖油、菜籽油的相似度最高，為一組，其他植物油為一組。油茶籽油、橄欖油、菜籽油與大豆油、玉米油、葵花籽油等其他植物油差異顯著。

橄欖油和油茶籽油同樣為高價植物油，不可能成為油茶籽油摻雜的對象。因此，主要分析油茶籽油和菜籽油之間脂肪酸組成的區(qū)別。為了進一步找出油茶籽油和菜籽油脂肪酸組成的區(qū)別，利用SPSS軟件對10種植物油的脂肪酸組成數(shù)據(jù)進行主成分分析?；谔卣髦荡笥?選取5個主成分，見表2。

表2 相關(guān)矩陣的特征值

由表2可知，5個主成分可以解釋總方差的92.253%。利用主成分1、主成分2、主成分3做三維散點圖，得到如圖2所示的基于脂肪酸組成結(jié)構(gòu)的主成分分析得分圖。由圖2可知，油茶籽油和菜籽油在主成分分析得分圖上差異顯著。但是考慮到系統(tǒng)聚類分析存在擬合誤差，本研究通過生育酚組成分析進一步找出油茶籽油與菜籽油的區(qū)別。

圖2 10種植物油基于脂肪酸組成的主成分分析得分圖

2.2 生育酚組成

生育酚組成及含量受到多方面因素的影響，包括環(huán)境條件、果實或種子質(zhì)量、油脂提取過程及程序、提煉手段等。但是，生育酚4種異構(gòu)體之間的相對含量是較為穩(wěn)定的。特別是大豆油中的生育酚4種異構(gòu)體在自然環(huán)境中就很穩(wěn)定。利用高效液相色譜配有熒光檢測器測定10種植物油的生育酚含量，每種植物油中4種生育酚異構(gòu)體相對含量見表3。由表3可知，油茶籽油、橄欖油、葵花籽油、米糠油含有較高含量的α-生育酚，但是芝麻油、菜籽油、大豆油、玉米油含有較高含量的γ-生育酚。

表3 10種植物油中生育酚異構(gòu)體的相對含量 %

注：ND表示未檢出；同一列不同字母表示顯著性差異(p<0.05)。

為了更直觀地表示出10種植物油生育酚組成之間的異同點。利用SPSS統(tǒng)計學軟件對生育酚組成數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)聚類分析，結(jié)果見圖3。由圖3可知，根據(jù)不同植物油生育酚組成的相似程度，將其聚類分成兩組。油茶籽油和菜籽油系統(tǒng)聚類在兩個不同的組，兩者之間差異顯著。主成分分析結(jié)果與系統(tǒng)聚類分析結(jié)果一致，見圖4。由圖4可以看出，除了油茶籽油、橄欖油、米糠油的生育酚組成相似，較難區(qū)分外，油茶籽油與其他植物油均能很好區(qū)分開，特別是油茶籽油與菜籽油差異顯著。

圖3 10種植物油基于生育酚組成的系統(tǒng)聚類分析圖

圖4 10種植物油基于生育酚組成的主成分分析得分圖

3 結(jié) 論

本研究基于脂肪酸和生育酚組成分析進行油茶籽油摻假判別的可行性分析。利用氣相色譜法對脂肪酸組成進行分析，并對所得氣相色譜數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)聚類分析和主成分分析，比較了油茶籽油與其他植物油的異同點?；谥舅峤M成的系統(tǒng)聚類分析結(jié)果表明油茶籽油和菜籽油、橄欖油相似度最高；主成分分析結(jié)果表明油茶籽油與其他植物油脂肪酸組成均有顯著性差異，特別是與菜籽油脂肪酸組成存在顯著性差異。利用高效液相色譜法對生育酚組成進行分析，并對所得色譜數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)聚類分析和主成分分析。結(jié)果表明基于生育酚組成的化學計量分析可以明顯區(qū)分油茶籽油與菜籽油。因此，基于脂肪酸和生育酚組成分析可以作為判別油茶籽油摻假的有效手段。