陈月晓,唐凌轩,李全霞,崔亚娟,*,何　梅,李　东,

何　涛2,黄　华2,崔　旸2,路　勇2

(1.北京市营养源研究所,北京 100069;2.北京市食品安全监控和风险评估中心,北京 100041)



食品中17种反式脂肪酸的气相色谱测定方法

陈月晓1,唐凌轩1,李全霞1,崔亚娟1,*,何梅1,李东1,

何涛2,黄华2,崔旸2,路勇2

(1.北京市营养源研究所,北京 100069;2.北京市食品安全监控和风险评估中心,北京 100041)

本文建立了适合食品中反式脂肪酸(Trans Fatty Acids,TFAs)的检测方法,并采集典型样品对其中的反式脂肪酸的含量进行测定,以了解其中的TFAs水平。加入内标物的试样(油脂试样除外)经水解-乙醚溶液提取其中的脂肪后,在碱性条件下皂化和甲酯化,生成脂肪酸甲酯,经毛细管气相色谱分析,内标法定量计算。结果表明,本研究条件下的反式脂肪酸甲酯能够有较好的分离,线性良好,线性相关系数R2均大于0.99。所采集的样品中有不同含量水平的反式脂肪酸,主要包括以下几类tC14∶1、tC15∶1、tC16∶1、tC18∶1、tC18∶2,根据样品类别的不同所含有的反式脂肪酸的类别也有所差异。

食品,反式脂肪酸,气相色谱

反式脂肪酸(Trans fatty acids,TFAs)是一类含有反式非共轭双键的不饱和脂肪酸,近年来,反式脂肪酸对于人们健康的影响一直是人们关注的热点。众多研究表明,反式脂肪酸的过量摄入可增加患心脏和血管系统疾病的危险,其对血脂分布的不良影响大于饱和脂肪酸[1-7],部分研究还认为反式脂肪酸与糖尿病[8]、癌症[9-10]发生等有关,同时影响婴儿的生长发育[11]。

反式脂肪酸主要来源于油脂的氢化和油脂的精炼脱臭,少量源自于自然界中天然存在的反式脂肪酸[11]。为保护消费者健康,目前各国政府和学术团体已经纷纷发表声明或出台政策,建议居民减少反式脂肪酸的摄入,如WHO/FAO在“膳食、营养与慢性病预防”的专家委员会报告中,指出为增进心血管健康,尽量控制饮食中的反式脂肪酸,最大摄取量最好不超过总能量的1%[12]。

目前国内对于反式脂肪酸的研究有多种方法,如银离子薄层色谱将反式脂肪酸甲酯预分离,再用气相色谱检测;傅立叶变换红外光谱法和气相色谱法分析TFAs;近红外法和气相色谱法,气相色谱-质谱法,气相色谱法和红外光谱法等[13-19];目前气相色谱和GC-MS均能准确检测出反式脂肪酸的含量和种类,其中AOCS(American Oil Chemists Society)和FDA(Food and Drug Administration)、AOAC(Association of official agricultural chemists)比较推崇的是气相色谱的方法。综合看来气相色谱法是国内外检测食品中反式脂肪酸应用比较普遍使用的方法,成熟、可靠、灵敏度较高且准确率较高。《GB/T 22110-2008 食品中反式脂肪酸的测定 气相色谱法》中适用范围中限定为植物油和含植物油食品,不适用于动物油脂和含动物油脂的食品,本文在国内外研究基础上对国标方法进行了改良,与国标相比较本研究扩大了样品的适用范围,增加了反式脂肪酸的测定种类。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

本研究针对反式脂肪酸的来源进行样品采集,包括植物油脂、氢化油脂、反刍动物的肉及乳类和乳制品等。

主要仪器气相色谱仪(FID检测器)GC2010岛津公司;沙德利斯天平BS224S;振荡器MMV-1000W东京EYELA;旋转蒸发仪东京理化 N-1100;循环水式多用真空泵东京理化CAE-1310;滤膜φ13 mm,0.45 μm;高纯氮气。

主要标准品十一碳酸甲酯,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;顺-9,反-12-十八碳二烯酸甲酯;反-9,顺-12-十八碳二烯酸甲酯;顺-9,顺-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,顺15-十八碳三烯酸甲酯;反-9,顺-12,反15-十八碳三烯酸甲酯;顺-9,反-12,反15-十八碳三烯酸甲酯;顺-9,顺-12,反15-十八碳三烯酸甲酯;顺-9,反-12,顺15-十八碳三烯酸甲酯;反-9,顺-12,顺15-十八碳三烯酸甲酯购自Nuchek公司;37种脂肪酸甲酯混和标准品购自Supelco公司。

1.2实验方法

1.2.1标准溶液配制十一碳酸甲酯标准溶液:将十一碳酸甲酯转移到50 mL容量瓶中,用正庚烷稀释定容。脂肪酸甲酯单个标准溶液:脂肪酸甲酯分别从安瓿瓶中完全转移到10 mL容量瓶中加入1 mL十一碳酸甲酯标准溶液,再用正庚烷定容。

1.2.2反式脂肪酸的提取加入内标物的试样经过酸/碱水解—乙醚溶液提取其中的脂肪后,在碱性条件下皂化和甲酯化,生成脂肪酸甲酯,经过毛细管气相色谱分析,采用内标法定量测定脂肪酸甲酯含量。依据各种脂肪酸甲酯含量和转换系数计算出反式脂肪酸的含量。动植物纯油脂试样不需脂肪提取,加入内标物十一碳酸甲酯后直接进行皂化和脂肪酸甲酯化。

1.2.3气相色谱条件毛细管色谱柱(SP-2560)(100 m×0.25 mm,0.2 μm);进样口温度:270 ℃;检测器温度:280 ℃;程序升温:初始温度100 ℃,持续13 min,100～180 ℃,升温速率10 ℃/min,持续6 min,190～200 ℃,升温速率1 ℃/min,持续20 min,200～230 ℃,升温速率4 ℃/min,持续15.5 min;载气:氮气;分流比:100∶1;进样体积:1.0 μL。

1.2.4反式脂肪酸的定性和定量利用上述色谱条件将脂肪酸甲酯混合标准溶液注入气相色谱仪,保证各种脂肪酸甲酯得到有效的分离,确定色谱条件。其次使用单个脂肪酸甲酯标准溶液,注入气相色谱仪,核准、确定每个脂肪酸甲酯保留时间。在确定的色谱条件下,测定样品经水解、提取、皂化、甲酯化,获得的脂肪酸甲酯溶液,注入气相色谱仪,依据保留时间判定色谱峰位置,通过色谱峰峰面积和脂肪酸甲酯内标响应因子计算出样品中各种脂肪酸甲酯含量。

1.3数据统计分析

采用内标法定量计算出每百克样品中各种脂肪酸及反式脂肪酸的含量,并计算出各类反式脂肪酸占总脂肪酸含量的百分比进行统计分析。

2　结果与分析

2.1主要反式脂肪酸甲酯混合标准气相色谱分离情况

主要反式脂肪酸甲酯混合标准溶液注入气相色谱仪后,经色谱条件的优化后,食品中常见的反式脂肪酸基本实现基线分离,分离度好,便于定性,tC18∶3类由于同分异构体较多,在目前常用的100米毛细管柱中尚未达到完全分离,各种反式脂肪酸的分离情况见图1。

图1　反式脂肪酸甲酯混合标准气相色谱分离情况Fig.1　Gas chromatographic separation of trans fatty acids methyl ester mixture standard

2.2标准溶液的线性范围

准确吸取反式脂肪酸标准储备溶液,配制成6个浓度点的标准工作液,以浓度为纵坐标,峰面积为横坐标,绘制标准曲线,结果见表1。各个脂肪酸甲酯在以下范围内线性关系良好,相关系数R2均大于0.999。结果见表1。

表1　标准溶液的线性范围和相关系数

表2　回收率实验结果

2.3加标回收率和精密度实验

对三个不同含量的植物油分别按照0.5倍、1倍、2倍的浓度进行加标回收,结果见表2。取植物油样品按照进行前处理后,连续测定6次(n=6),考察方法的精密度,结果见表2。可以看出,回收率结果较好，RSD均小于10%(数据未列出)，表明方法精密度良好。

2.4样品的测试

采用已建立的反式脂肪酸的提取方法和优化后的色谱条件对采集的样品中反式脂肪酸进行测定,分析其中反式脂肪酸的分类及含量。

从表3的实验结果可以看出,所采集到的样品中均检出TFAs。乳制品与反刍动物肉中TFAs的种类比较接近,包含了tC14∶1、tC15∶1、tC16∶1、tC18∶1、tC18∶2,这主要是由于反刍动物(牛、羊)体含有天然的反式脂肪酸,因为反刍动物体内微生物的部分酶促生物氢化作用可产生TFAs,因此在纯牛奶、纯羊奶、各类酸奶及奶粉中均检测到反式脂肪酸,主要是油酸的异构体,tC18∶1占大部分。牛肉和羊肉中含量普遍高于五花肉、鱼肉、鸡肉等,且羊肉中含量略高于牛肉。

表3　代表性样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种类与其他样品差异较大,主要为tC18∶2,是由于油脂在精炼过程中经历了脱胶、脱酸、脱色和脱臭,精炼的最后工序脱臭中可形成少量的反式脂肪酸。

3　结论

本研究根据国标方法以及以往研究对反式脂肪酸的测定条件进行了摸索优化,建立了较优的色谱条件,该方法能实现17种反式脂肪酸甲酯混合标准等顺反异构体的分离,适用于食品中反式脂肪酸的定性定量检测。《GB/T 22110-2008 食品中反式脂肪酸的测定 气相色谱法》中适用范围中限定为植物油和含植物油食品,不适用于动物油脂和含动物油脂的食品,与国标相比较本研究扩大了样品的适用范围,增加了9t C14∶1,10t C15∶1,9t C16∶1,10t C17∶1，等反式脂肪酸的测定种类。方法评价结果显示,该方法的重复性及回收率结果较好，精密度良好,适宜食品中TFAs含量的检测,所测得实验结果准确可靠。

[1]Mensink R P,Katan MB. Effect of dietary trans fatty acids on high-density and low-density lipoprotein cholesterol levels in healthy subjects[J]. N Engl J Med,1990,323(7):439-445.

[2]Lemaitre RN,King IB,Raghunathan TE,et al. Cell membrane trans-fatty acids and the risk of primary cardiac arrest[J]. Circulation,2002,105(6):697-701.

[3]Sun Q,Ma J,Campos H,Hankinson SE,et al. A prospective study of trans fatty acids in erythrocytes and risk of coronary heart disease[J]. Circulation,2007,115(14):1858-1865.

[4]Oomen C M,Ocke M C,Feskens E J,et al. Association between trans fatty acid intake and 10-year risk of coronary heart disease in the Zutphen Elderly Study:a prospective population-based study[J]. Lancet,2001,357(9258):746-751.

[5]Van de Vijver L P,Kardinaal A F,Couet C,et al. Association between trans fatty acid intake and cardiovascular risk factors in Europe:the TRANSFAIR study[J]. Eur J Clin Nutr,2000,54(2):126-135.

[6]Lichtenstein AH:Trans fatty acids,plasma lipid levels,and risk of developing cardiovascular disease. A statement for healthcare professionals from the American Heart Association[J]. Circulation,1997,95(11):2588-2590.

[7]Bendsen NT,Christensen R,Bartels EM,et al. Consumption of industrial and ruminant trans fatty acids and risk of coronary heart disease:a systematic review and meta-analysis of cohort studies[J]. Eur J Clin Nutr,2011,65(7):773-783.

[8]张韬,李毅,王万平,等. 反式脂肪酸与Ⅱ型糖尿病、心血管疾病的关系及作用机制[J]. 郑州轻工业学院学报(自然科学版),2011,26(5):75-79.

[9]沈建福,张志英. 反式脂肪酸的安全问题及最新研究进展[J].中国粮油学报,2005(4):88-91.

[10]Carlson S E,Clandinin M T,Cook H W,et al. Trans fatty acids:infant and fetal development[J]. Am J ClinNutr,1997,66(3):715-736.

[11]郭桂萍,王匀. 反式脂肪酸的来源、危害和各国采取的措施[J]. 中国食物与营养,2005(11):60-61.

[12]WHO. Report of a Joint WHO/FAO Expert Consultation. Diet,Nutrition and Chronic Disease,2003.

[13]周红霞,华春,阮鸣,等. 气相色谱法测定奶茶中的反式脂肪酸[J].中国粮油学报,2014,29(9):102-106.

[14]祝伟霞,杨冀州,王彩娟,等. 毛细管气相色谱法测定食用油中15种反式脂肪酸的含量[J]. 理化检验-化学分册,2015,51(3):375-380.

[15]牛翠娇,史玉琴,殷志萍,等. 气相色谱-质谱法测定食品中的反式脂肪酸[J].质谱学报,2011,39(6):3649-3651.

[16]吴惠勤,黄晓兰,林晓珊,等. 气相色谱-质谱法测定食品中反式脂肪酸[J]. 2006,27 Suppl,71-72.

[17]傅红,赵霖,杨琳,等. 中国市售食品中反式脂肪酸含量的现状研究[J]. 中国食品学报,2010,(4):48-52.

[18]李培武,谢立华,魏丽芳,等. 反式脂肪酸检测方法研究与应用[J].中国油料作物学报,2009,(3):374-379.

[19]韩军花,洪水宏之,杨月欣,等.动植物油脂中反式脂肪酸测定方法的建立[J].营养学报,2008,303-306.

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

陈月晓(1985-)，女，硕士，助理研究员，研究方向:食物营养成分，E-mail:yuexiaochen@hotmail.com。

崔亚娟(1979-)，女，博士，副研究员，研究方向：食物营养，E-mail:cuiyj66@163.com。

北京市科技计划课题 首都居民营养膳食结构研究与数据平台搭建(Z141100002614013)。

TS207.3

A

1002-0306(2016)17-0292-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.048