氣相色譜法測(cè)定脂肪酸含量判定山茶油純度

應(yīng)美蓉,杜文凱,章 程,王 杰,李 燕

(浙江省糧油產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)中心，杭州 310012)

山茶油是油茶籽油的俗稱，從油茶樹種子提取，主要產(chǎn)于我國南方地區(qū)[1]。山茶油含有大量不飽和脂肪酸，其中油酸含量為74%～87%，亞油酸含量為7%～14%[2]。此外，山茶油還含有豐富的維生素E、角鯊烯、茶多酚等生物活性物質(zhì)[3]。由于山茶油脂肪酸組成與橄欖油相近，并且具有抗腫瘤、降血壓、降血脂、清除自由基等生理功能，因此山茶油又被稱為“東方橄欖油”[4]。

山茶油具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，價(jià)格較高，在我國市場(chǎng)存在山茶油摻偽摻假[5]和虛假標(biāo)注[6]現(xiàn)象，如將大豆油、玉米油等摻入山茶油中，以及將山茶油占比很少的調(diào)和油命名成“調(diào)和山茶油”等。雖然《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物油》(GB 2716—2018)規(guī)定調(diào)和油標(biāo)簽標(biāo)識(shí)應(yīng)注明油品配方比例，但缺乏相應(yīng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，研究一種定量分析山茶油純度的方法具有重要的意義。目前，鑒別摻偽植物油純度的方法主要有理化鑒別法[7]、光譜法[8-9]、氣質(zhì)聯(lián)用法[10]等。然而理化鑒別法需要煩瑣的前處理及消耗大量的有機(jī)試劑，光譜法需要大量的數(shù)據(jù)輸入及專業(yè)的統(tǒng)計(jì)知識(shí)，氣質(zhì)聯(lián)用法則需要昂貴的專業(yè)儀器等，這些限制了上述檢測(cè)技術(shù)在鑒別植物油純度上的進(jìn)一步應(yīng)用。氣相色譜法樣品前處理簡便，分析時(shí)間短，越來越多地被應(yīng)用于鑒別植物油的摻偽。Peng等[11]利用氣相色譜法結(jié)合多元分析研究了芝麻油脂肪酸的組成變化，進(jìn)行了芝麻油摻偽的定性及定量分析。喻鳳香等[12]利用氣相色譜法分析了稻米油、大豆油、菜籽油等植物油的脂肪酸種類和含量，建立了快速定性鑒別摻偽稻米油的方法。

本研究根據(jù)不同植物油脂肪酸組成的差異[13]，通過氣相色譜法分析特征脂肪酸的變化規(guī)律并建立回歸預(yù)測(cè)模型，定性、定量鑒別山茶油摻入大豆油、菜籽油、玉米油及葵花籽油，以期為鑒別摻偽山茶油純度及定量分析調(diào)和山茶油配比提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

山茶油、大豆油(一級(jí))、菜籽油(一級(jí))、玉米油(一級(jí))、葵花籽油(一級(jí))，市售；37種脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%)，購自北京興標(biāo)華科貿(mào)有限公司；異辛烷、氫氧化鉀、甲醇、硫酸氫鈉，均為分析純。

Agilent 7890B 氣相色譜儀、FID檢測(cè)器，電子天平。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 摻偽油樣的制備

本實(shí)驗(yàn)所用摻偽油分別為大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油。按比例配制成山茶油中含有摻偽油0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%的摻偽油樣。

1.2.2 脂肪酸組成測(cè)定

參考GB 5009.168—2016方法。稱取試樣60.0 mg至具塞試管中，精確至0.1 mg，加入4 mL異辛烷溶解試樣，加入200 μL 2 mol/L 氫氧化鉀甲醇溶液，旋渦混合10 s后靜置至澄清。加入1 g 硫酸氫鈉，旋渦混合10 s，中和氫氧化鉀。待鹽沉淀后，取上清液1.0 mL進(jìn)行氣相色譜測(cè)定。

氣相色譜條件：DB-WAX 石英毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；程序升溫為初始溫度100℃，保持0.2 min，以10℃/min升至242℃，保持10 min；載氣為氮?dú)?，流?.5 mL/min；空氣流量300 mL/min；氫氣流量30 mL/min；進(jìn)樣口溫度240℃；檢測(cè)器溫度260℃；分流比50∶1；進(jìn)樣量1.0 μL。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

取單個(gè)脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，以保留時(shí)間對(duì)色譜峰進(jìn)行定性，采用峰面積歸一化法確定脂肪酸含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 山茶油的脂肪酸組成

收集不同品種、不同地區(qū)的山茶油樣品10批次，測(cè)定其脂肪酸組成，結(jié)果如表1所示。

表1 不同產(chǎn)地壓榨一級(jí)山茶油脂肪酸組成測(cè)定結(jié)果

由表1可知，山茶油脂肪酸主要由油酸、亞油酸、棕櫚酸及硬脂酸組成，未檢出亞麻酸。不同品種、不同產(chǎn)地、不同加工工藝制得的山茶油，其脂肪酸組成差異較小，油酸平均含量為79.39%，亞油酸平均含量為9.29%，棕櫚酸平均含量為8.71%，硬脂酸平均含量為2.08%，這與原姣姣等[14]測(cè)得的數(shù)據(jù)相一致。

2.2 摻偽山茶油脂肪酸組成的變化

在山茶油中分別摻入0%～100%的大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油，研究其脂肪酸組成的變化，結(jié)果如圖1～圖4所示。

圖1 山茶油中脂肪酸組成隨大豆油摻入量的變化趨勢(shì)

圖2 山茶油中脂肪酸組成隨菜籽油摻入量的變化趨勢(shì)

圖3 山茶油中脂肪酸組成隨玉米油摻入量的變化趨勢(shì)

圖4 山茶油中脂肪酸組成隨葵花籽油摻入量的變化趨勢(shì)

由圖1和圖2可知：山茶油摻入大豆油或菜籽油，主要脂肪酸為油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸以及亞麻酸；隨著大豆油摻入量的增加，山茶油中油酸含量明顯下降，亞油酸含量和亞麻酸含量明顯升高，棕櫚酸和硬脂酸含量變化不明顯；隨著菜籽油摻入量的增加，山茶油中油酸和棕櫚酸含量下降，亞油酸和亞麻酸含量升高，硬脂酸含量變化不明顯。由圖3和圖4可知，山茶油中摻入玉米油或葵花籽油，主要脂肪酸為油酸、亞油酸、棕櫚酸和硬脂酸，未檢出亞麻酸，因此亞麻酸可作為鑒別山茶油中摻偽大豆油或菜籽油的特征脂肪酸。隨著玉米油或葵花籽油摻入量的增加，山茶油中油酸含量明顯下降，亞油酸含量明顯升高，但棕櫚酸含量隨著玉米油摻入量的增加而升高，隨著葵花籽油摻入量的增加而降低。

2.3 回歸預(yù)測(cè)模型的建立

根據(jù)摻偽油摻入量對(duì)山茶油脂肪酸組成影響趨勢(shì)不同，以及是否可檢出亞麻酸，選定油酸、亞油酸及亞麻酸作為特征脂肪酸，用于鑒別大豆油及菜籽油；選定油酸、亞油酸及棕櫚酸作為特征脂肪酸，用于鑒別玉米油及葵花籽油。經(jīng)回歸分析，建立回歸預(yù)測(cè)模型，定量分析摻偽油的摻入量；根據(jù)不同回歸預(yù)測(cè)模型計(jì)算結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差定性鑒別摻偽油的種類。摻偽油摻入量(X)與山茶油脂肪酸含量(Y)的回歸預(yù)測(cè)模型見表2～表5。

表2 大豆油摻入量與山茶油脂肪酸含量的回歸預(yù)測(cè)模型

表3 菜籽油摻入量與山茶油脂肪酸含量的回歸預(yù)測(cè)模型

表4 玉米油摻入量與山茶油脂肪酸含量的回歸預(yù)測(cè)模型

表5 葵花籽油摻入量與山茶油脂肪酸含量的回歸預(yù)測(cè)模型

由表2～表5可知，4種摻偽油樣的回歸預(yù)測(cè)模型相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.99，表明山茶油中所選定的特征脂肪酸含量與摻偽油摻入量均具有良好的線性關(guān)系。

2.4 模擬摻偽油的結(jié)果驗(yàn)證

按1.2.1分別制備山茶油-大豆油、山茶油-菜籽油、山茶油-玉米油、山茶油-葵花籽油摻偽油驗(yàn)證組，其摻入量分別為4%、8%、16%、32%、64%，測(cè)定特征脂肪酸含量，驗(yàn)證回歸預(yù)測(cè)模型定性及定量準(zhǔn)確性，結(jié)果見表6～表13。

由表6～表9可知：當(dāng)摻入量在4%及以上，大豆油及菜籽油摻入量預(yù)測(cè)值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于10%，回收率在99.86%～112.88%之間；當(dāng)摻入量在8%及以上，玉米油及葵花籽油摻入量預(yù)測(cè)值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于13%，回收率在96.56%～105.63%之間。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)大豆油或菜籽油摻入量在4%及以上，玉米油或葵花籽油摻入量在8%及以上時(shí)，選定特征脂肪酸所建立的回歸預(yù)測(cè)模型具有較高的精密度和準(zhǔn)確度。

由表10～表13可知，4種回歸預(yù)測(cè)模型計(jì)算非對(duì)應(yīng)植物油摻入量時(shí)，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均達(dá)到60%以上，只有選擇對(duì)應(yīng)的回歸預(yù)測(cè)模型，才能獲得較小的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD<13%)。

表6 摻入大豆油的預(yù)測(cè)值及回收率

表7 摻入菜籽油的預(yù)測(cè)值及回收率

表8 摻入玉米油的預(yù)測(cè)值及回收率

表9 摻入葵花籽油的預(yù)測(cè)值及回收率

表10 不同回歸預(yù)測(cè)模型計(jì)算大豆油摻入量的RSD

表11 不同回歸預(yù)測(cè)模型計(jì)算菜籽油摻入量的RSD

表12 不同回歸預(yù)測(cè)模型計(jì)算玉米油摻入量的RSD

表13 不同回歸預(yù)測(cè)模型計(jì)算葵花籽油摻入量的RSD

3 結(jié) 論

采用氣相色譜法，對(duì)摻入不同比例大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油的山茶油脂肪酸組成進(jìn)行研究，并檢驗(yàn)了回歸預(yù)測(cè)模型的精密度及準(zhǔn)確性。研究表明，油酸、亞油酸和亞麻酸可作為鑒別山茶油中摻偽大豆油和菜籽油的特征脂肪酸，棕櫚酸、油酸和亞油酸可作為鑒別山茶油中摻偽玉米油和葵花籽油的特征脂肪酸?；貧w預(yù)測(cè)模型相關(guān)系數(shù)(R2)較高(>0.99)，表明回歸預(yù)測(cè)模型具有較高的準(zhǔn)確度?；貧w預(yù)測(cè)模型的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于13%，具有較高的精密度，可作為定性鑒別摻入植物油種類的依據(jù)。模擬測(cè)試表明，回歸預(yù)測(cè)模型能定量檢出山茶油中摻入量4%的大豆油和菜籽油、8%的玉米油和葵花籽油，回收率在96.56%～112.88%之間。因此，依據(jù)山茶油脂肪酸組成建立回歸預(yù)測(cè)模型可為摻入大豆油、菜籽油、玉米油或葵花籽油等已知油品的摻偽山茶油純度鑒別及調(diào)和山茶油配比分析提供科學(xué)依據(jù)。但本文所述方法對(duì)山茶油中摻入未知油品的鑒別具有局限性，其適用性還有待進(jìn)一步研究。