食品中反式脂肪酸分析方法的研究进展

陕西理工学院学年论文第1页共7页食品中反式脂肪酸研究进展范茸茸（陕西理工学院生物科学与工程学院食品质量与安全2011级02班陕西汉中723000）指导老师：江海[摘要]本文通过查阅资料综述了食品中的反式脂肪酸的来源、存在形式及分析检测的方法，从而有利于更加了解食品中的反式脂肪酸，利于其更进一步的研究。[关键词]反式脂肪酸；来源；分析方法；研究进展TheresearchprogressoftransfatsacidsinfoodanalysisFanRong-rong(Grade11,class2,Majorfoodqualityandsecurity,SchoolofBiologicalScienceandEngineering,ShaanxiUniversityoftechnology,Hanzhong723000)Tutor:JiangHaiAbstract:Infoodwerereviewedinthisarticle,throughdataaccesssourcesoftransfattyacids,formandanalysisdetectionmethod,thustoknowmoreabouttransfattyacidsinthefood,conducivetothefurtherresearch.Keywords:transfattyacids;Source;Analysismethod;Researchprogresson.陕西理工学院学年论文第2页共7页随着2006年“麦当劳反式脂肪酸”事件的发生，人们对反式脂肪酸逐渐开始关注。反式脂肪酸（TFA）是指在不饱和脂肪酸碳链上存在反式构型双键的脂肪酸，即一类含有一个或多个非共轭双键构型的不饱和脂肪酸。研究表明食用过量的含反式脂肪酸的食物会加速动脉硬化、心脑血管疾病、糖尿病、老年痴呆等疾病。TFA能升高人体血清中低密度脂蛋白(LDL)胆固醇含量同时能降低高密度脂蛋白(HDL)胆固醇含量，增加患心血管疾病的危险；升高人体内胰岛素水平，降低红细胞对胰岛素的反应，导致患Ⅱ型糖尿病的危险;影响δ-6脱饱和酶的功能，导致必需脂肪酸的缺乏，影响生长发育。近年来，许多国家规定营养标签中必须标明产品中TFA的含量，因此TFA成为人们关注的焦点，也成为研究的热点。本文综述了TFA的来源、存在形式及分析方法方面的研究进展。1TFA的食物来源1.1反刍动物（如牛、羊等）脂肪及其乳制品反刍动物体脂及乳制品中的TFA约占总脂肪酸含量的1%～8%，主要来源于饲料中不饱和脂肪酸在反刍动物肠腔中丁酸弧菌属菌群的酶促生物氢化。1.2植物油脂精炼过程中的高温脱臭油脂脱臭过程中形成的TFA为总脂肪酸含量的3%左右，主要来源于亚油酸和亚麻酸的顺反异构，以单反式多不饱和脂肪酸为主，反式单不饱和脂肪酸的含量极少。1.3植物油脂的选择性氢化食用油脂选择性氢化是TFA的主要来源。人造奶油、起酥油、煎炸油等以氢化油为原料，其TFA含量较高。人造奶油中TFA含量随品种的不同而有所差别，一般在5%～30%；起酥油为20%～30%；深度煎炸油在30%以上，有的甚至高达50%在选择性氢化过程中，植物油脂中多不饱和脂肪酸不饱和度降低，双键发生顺反异构和位置异构，形成了大量的反式十八碳单烯脂肪酸（t-18:1）和一定量的反式十八碳双烯脂肪酸(tt-18:2，c/t-18:2)。加热对食品中反式脂肪酸含量增加的作用不明显。Romero等[1]研究了不同食用油和不同油炸工艺条件下油炸冷冻食品中TFA的含量，研究结果表明油炸食品中TFA的含量高低主要取决与所用油种类，而不是油炸工艺条件，其中橄榄油或用橄榄油油炸的食品中含反油酸比较多，在葵花籽油中反式亚麻酸含量较多。膳食TFA的其他来源还包括蔬菜（卷心菜、菠菜、豌豆）、禽肉、猪肉、鱼和蛋等，由于其含量有限，因此在膳食中所占的比例甚微[2]2TFA的存在形式在反刍动物体内TFA双键所在的位置有△4～△16位，其中以△11t-18:1为主。植物油脂在高温处理中，其主要形式有△9c，12t-18:2、△9t，12c-18:2、△9c，12c，15t-18:3、△9t，12c，15c-18:3。氢化油中t-18:1脂肪酸的位置异构体有△4～△16其中以△9t-18:1、△10t-18:1和△11t-18:1三种位置异构体为主。人体摄入的反式脂肪酸可以通过正常的脂质吸收代谢途径进入人体组织。18:111t在人体中△9去饱和酶的作用下可以转化为对人体有益的18:19c，11t[3]。3TFA的分析方法目前，测定食品中TFA的方法主要包括：气相色谱法（GC）、红外光谱法（IR）、薄层色谱法（TLC）、液相色谱法（HPLC）、气质联用（GC-MS）[4]和毛细管电泳法（CE）。其中，气相色谱法可以有效分离各种TFA并准确测定其含量，灵敏度，目前应用较多。3.1红外光谱法（IR）IR是被较早运用于检测TFA的方法。由于反式构型双键的C-H的平面外振动特性，使得TFA在966cm-1处存在最大吸收，因此能准确测定TFA双键的数量。与气相色谱法比较，红外分析法的优点是不破坏样品，无需衍生化处理并且快速方便。目前,傅立叶变换红外光谱法(FTIR)是快速检测TFA含量的方法，其原理是利用反式双键在966cm-1处有吸收，进行红外光谱分析。而傅立叶变换近红外光谱法(FT-NIR)可快速分类定量饱和脂肪酸、顺式不饱和脂肪酸、反式不饱和脂肪酸和所有的n-6及n-3多不饱和脂肪酸[5]。Christy等[6]用红外光谱检测食用油和脂肪中TFA含量，实验用多变量校准法建立1％～陕西理工学院学年论文第3页共7页2.5％及0％～30％两种不同含量检测范围校准模型，检测结果与已报道数据对比表明，前者检测偏差为±0.1％，后者检测偏差为±0.9％和±0.5％。随着红外光谱技术不断发展，红外光谱法在TFA测定中应用日益增加，分析技术日趋成熟。目前，傅里叶变换红外光谱法（FTIR）是快速检测TFA含量的方法，其原理是利用反式双键在966cm-1处有吸收，进行红外光谱分析。Ruiz-Jimenez等[7]利用傅里叶变换中红外光谱法（FT-midIR）检测不同面包中包括TFA在内的脂肪酸组成，2min内非常精确地得到14:0,16:0,18:0,18:1及18:2脂肪酸的含量，较精确地得到其他脂肪酸的含量[8]。Fritsche等[9]利用衰减全反射红外光谱法快速检测人体脂肪组织中TFA含量，比较研究结果表明，相同样品中TFA平均含量均高于气相色谱法检测结果，其原因可能是由于气相色谱检测中同分异构体之间干扰，有关理论依据尚需进一步研究。Azizian等[10]利用上述方法，分析55种脂肪、油脂和脂肪/油脂混合物，建立数据库可用于校准模型分别适用于低、中、高含量TFA样品分析。傅立叶红外变换红外光谱法对部分氢化菜籽油和大豆油中反式脂肪酸测定结果精确、可重复性好[11]，因此，被AOCS认可作为测定植物油中反式脂肪酸官方方法之一。3.2气相色谱（GC）分析法在目前研究中，气相色谱法是主要的定量测定反式脂肪酸的方法，其试验费用低，且能成功分离大量脂肪酸，但是也存在順式和反式异构体会部分同时洗脱下来的问题。气相色谱法已被广泛应用于脂肪酸组成分析、脂肪酸碳链长度、不饱和度和双键几何构型等结构上的差异，使脂肪酸在气相色谱柱上保留时间不同，从而进行分析，在碳链中双键，反式异构体要比顺式异构体先洗脱。1956年James等采用4英尺长ApiezonM填充柱首次实现饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸分离。脂肪酸在非极性气相色谱柱上保留时间主要由挥发性决定，此时碳链长度是决定其保留时间主要因素；在极性气相色谱柱上保留时间由极性和链长共同决定，因此极性柱对不饱和脂肪酸分离更有效。McDonald等采12%Silarl0C为固定相填充柱，使亚油酸中全顺式和全反式二种几何异构体达到基线分离；亚麻酸8种几何异构体也得到部分分离；但由于填充柱柱长不够、柱效不高，未能实现亚油酸和亚麻酸顺、反式位置异构体分离[12]。张绍良等人[13]以N2为载气，氢焰离子化（FID）检测器，使用EC21000毛细管柱，采用面积归一化法检测油脂中反式脂肪酸，该法分离效果好、灵敏度高、使用操作简便，同时适用其他油脂产品检测的特点。另一种方法是直接甲酯化分析法。此方法可直接分析出总脂肪、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的含量。鲍忠定[14]、黄杰[15]等人将TFA甲酯化，利用GC方法分析检测了食品中的TFA，得到满意结果。火焰离子化检测器GC在脂肪酸分析中应用最广，对于简单脂肪，这种方法准确度高，试验重复性好。氢焰离子化检测器(FID)温度为250°C，不同脂肪酸检测偏差范围为0．01％～2．18％，该法能较好检测到反式油酸(C18：1，t9)及其同分异构体(C18:1，t6，t8，t10，t11，t12)、反亚油酸(C18:2，t9t12)及其同分异构体(C18:2，c9t13：c9t12)及含量较低反亚麻酸(C18:3，t9t12t15)及其同分异构体(C18:3，c9t12t15)等；但对于多种TFA和TFA包括CLA复杂矩阵分析时较困难[16]。3.3气相质谱法（GC－MS）气相色谱质谱法具有较宽的检测范围和较高的检测水平，并且目标分析物不会被降解。利用气相色谱的高分离度和质谱的高灵敏度，低检测限对于复杂结构样品有很好的检测效果，同时不需要标准品对照是较为理想检测手段。福建出入境检验检疫局技术中心黄杰参考AOAC方法，采用甲酯化－气相色谱法检测食品中的TFA。该方法准确、可靠、简捷，且对顺式和反式脂肪酸的分离良好。Ruiz—JmenezJ等采用超声波萃取，用GC—MS法测定面包产品中反式脂肪酸。研究结果表明，该方法检测和定量限分别在0.98～3.93rag/kg和3.23～12.98mg/k之间[17]，且采用超声波萃取可缩短萃取时间，同时又不会降解目标分析物，陕西理工学院学年论文第4页共7页是一个准确、可靠的方法。Lercker[18]等利用GC/MS对反油酸甲酯(ME)和油酸甲酯(MO)氧化过程进行对比。MO和ME分别在(200℃/30min)氧化，固相物萃取，分离低极性组分。结果发现有两种9，10环氧甲酯异构体(分别为2.3％和6.2％)和二聚体形成(1.4％和1.6％)，显示相似分子结构和形成机理，确定脱氢聚合体聚合位置和可能混合结构对称性，证实ME或MO二聚醚产生。Destaillats[19]等利用GC/MS对小鼠肝脏提取rumelenicacid(cis一9，trans—11，cis—15，18：3)代谢物中多不饱和脂肪酸顺、反异构进行研究，甲酯衍生物特殊碎片显示与其DMOX衍生物相似性，强离子碎片m/z=M+-69与断裂双键二甲基中心有关。此外，强离子峰m/z=M+-136与n-12双键烯丙基断裂有关，在C20：5，C22：5，C22:6代谢物中观察到，使用GC-FID定量，GC—MS定性研究rumelenicacid代谢物中长链不饱和脂肪酸，单一甲酯衍生物更为合适。3.4银离子薄层色谱法（Ag+－TLC）该法的原理是Ag+与顺式双键存在微弱的作用力，而与反式双键不发生作用。因此可以用来分析脂肪酸的顺反异构。Buchgraber等[20]采用离子色谱技术对部分氢化植物油中TFA测定已取得很好效果。该研究由12个实验室参与，所用方法有气相色谱法、Ag+液相色谱法和Ag+薄层色谱法。结果显示，Ag+薄层色谱和Ag+液相色谱测定TFA效果一样，回收率为97．9％～103．7％，检测浓度范围在10mg·g-1～300mg．g-1，相对标准偏差为3．1％～8．6％。Kramer[21]等应用Ag+-TLC从亚油酸分离饱和脂肪酸、反式单不饱和脂肪酸和顺式单不饱和脂肪酸。(20×20cmX0．25mm)硅胶板，用50：50甲醇/氯仿(v/v)洗涤，110°C活化1h后铺上含有5％硝酸银的乙腈溶液(w/v)，再次活化。90：10(v/v)正乙