氣相色譜法檢測(cè)食品中反式脂肪酸的研究

楊丹青

摘 要：反式脂肪酸是食品中一種非常重要的成分，檢測(cè)這種成分的化學(xué)方法也有許多種，氣相色譜法是檢測(cè)反式脂肪酸成分的一種常用的方法，其檢測(cè)相比其他方法更加準(zhǔn)確、方便。如果食品中反式脂肪酸含量太多時(shí)，會(huì)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生一定程度的影響，含量不同產(chǎn)生的傷害程度也不盡相同，然而目前我國(guó)檢測(cè)反式脂肪酸技術(shù)還不是太先進(jìn)，食物中含量也沒(méi)有規(guī)定具體標(biāo)準(zhǔn)，所以我國(guó)還需在這方面有巨大的研究空間。本文在反式脂肪酸概念基礎(chǔ)上，論述了氣相色譜法檢測(cè)方法以及反式脂肪酸的來(lái)源。

關(guān)鍵詞：氣相色譜法；反式脂肪酸；來(lái)源

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.038

1 反式脂肪酸的概念以及危害

1.1 反式脂肪酸的概念

脂肪酸是在化學(xué)中非常常見(jiàn)的羧酸化合物，它是由碳?xì)浣M成的烴類(lèi)基團(tuán)鏈接的羧基構(gòu)成的，是一些食品中非常重要的部分，其中最常見(jiàn)的脂肪就是由甘油和脂肪酸兩部分構(gòu)成的三酰甘油酯。同時(shí)，根據(jù)不同依據(jù)可以化成不同分類(lèi)，比如可以根據(jù)脂肪酸空間結(jié)構(gòu)不同，分成順式脂肪酸和反式脂肪酸兩種；還可以根據(jù)其飽和程度分成單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸三種。反式脂肪酸屬于非共軛不飽和脂肪酸，化學(xué)成分組合是由一個(gè)或者多個(gè)反式雙鍵，通常反式脂肪酸比順式脂肪酸的熔點(diǎn)較高，順式油酸熔點(diǎn)一般大約為13℃，在室溫下呈現(xiàn)液體，然而反式脂肪酸的熔點(diǎn)大約為46℃，在室溫情況下呈現(xiàn)固體狀態(tài)。反式脂肪酸有天然存在和人工制造兩種形式。在人乳和牛乳中都存在天然的反式脂肪酸。同時(shí)，人工也可以制造反式脂肪酸，它是在對(duì)植物油進(jìn)行氫化改性過(guò)程中產(chǎn)生的，成為氫化油，它可以防止脂肪酸變質(zhì)而改變風(fēng)味。

1.2 反式脂肪酸對(duì)人體的危害

雖然反式脂肪酸可以改變事物的口感，延長(zhǎng)食物的保質(zhì)期，但是反式脂肪酸的攝入會(huì)對(duì)人體有所傷害，尤其是對(duì)心血管的健康有著非常明顯的影響，這一點(diǎn)已經(jīng)被科學(xué)家通過(guò)對(duì)動(dòng)物的試驗(yàn)證實(shí)，被廣為接受。反式脂肪酸會(huì)使血液中低密度脂蛋白膽固醇含量增加，這一點(diǎn)和飽和脂肪酸的功能相似。同時(shí)還會(huì)減少高密度脂蛋白膽固醇的含量，而這種膽固醇的存在可以預(yù)防心臟病的發(fā)生，所以反式脂肪酸的攝入會(huì)導(dǎo)致人們患冠心病的幾率增加。眾所周知，飽和脂肪酸的攝入會(huì)導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)生，而反式脂肪酸的攝入同樣會(huì)導(dǎo)致這類(lèi)疾病的發(fā)生，而且發(fā)病的幾率大大提高。與此同時(shí)，反式脂肪酸還會(huì)增加人體血液的粘稠度，從而會(huì)導(dǎo)致血栓的形成。除此之外，這種類(lèi)型的脂肪酸攝入過(guò)量還會(huì)誘發(fā)哮喘、腫瘤、糖尿病、過(guò)敏等病癥，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)腫瘤。不僅如此，反式脂肪酸還會(huì)影響到嬰兒和青少年的生長(zhǎng)發(fā)育。

2 反式脂肪酸在食物中的存在

反式脂肪酸存在于許多食物中，其中有一部分是在動(dòng)物體內(nèi)等天然食品中形成的，人體攝入以后會(huì)被吸收從而影響人體的各項(xiàng)機(jī)能。另外一部分是人們?yōu)榱耸故称犯涌煽?，改善食品口感或者為了延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期而有目的的煉制或者添加的。

2.1 天然食品中含有反式脂肪酸

反式脂肪酸的存在范圍比較廣泛，有些動(dòng)物就自身就會(huì)產(chǎn)生反式脂肪酸。對(duì)于一些反芻的動(dòng)物，比如說(shuō)牛羊等常見(jiàn)的草食動(dòng)物，他們?cè)诒伙曫B(yǎng)的時(shí)候，草料中的不飽和脂肪酸經(jīng)過(guò)自身體腸腔中內(nèi)特有的細(xì)菌的酶促氫化作用形成了范式不飽和脂肪酸的異構(gòu)體。這些異構(gòu)體存在于牛羊等動(dòng)物的脂肪組織和乳制品中。當(dāng)人們食用了帶有這種脂肪酸的食物以后，反式脂肪酸就會(huì)被吸收集合在各個(gè)組織中去，而這樣就會(huì)導(dǎo)致很多疾病的產(chǎn)生。在動(dòng)物的脂肪組織中的反式脂肪酸占到了5%～10%。

2.2 氫化油脂食品中含有反式脂肪酸

在以前，許多利用油脂油炸或者烹飪出來(lái)的食物在加熱過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生異味，影響食物的口感，而且許多食用油脂不能存放很長(zhǎng)時(shí)間，在制成食物之后很快就會(huì)腐敗變質(zhì)。隨著生活水平的發(fā)展，人們對(duì)于食物的口感和食品的保質(zhì)期有了更高的要求。而人們發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)油脂進(jìn)行氫化加工不但可以增加事物的口感，讓食品得到更多人的喜愛(ài)，還可以延長(zhǎng)事物的保質(zhì)期，滿足了長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸需求，還可以讓食品更加暢銷(xiāo)。所以這種通過(guò)氫化油脂加工食品的方式便一致被沿用下來(lái)。但是隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展人們逐漸發(fā)現(xiàn)這種加工食品的方式會(huì)對(duì)人體，尤其是心腦血管產(chǎn)生傷害。通過(guò)對(duì)油脂的脫氫處理會(huì)形成許多不同種類(lèi)的反式脂肪酸。所以近些年來(lái)人們開(kāi)始對(duì)反式脂肪酸的含量進(jìn)行檢測(cè)和控制，防止心腦血管疾病的高發(fā)。

2.3 氫化油脂食品中含有反式脂肪酸

在對(duì)油脂進(jìn)行加工的過(guò)程中，為了清除植物油中所含的固體雜質(zhì)、游離脂肪酸、磷脂、異味等不需要的物質(zhì)，需要對(duì)油脂進(jìn)行精煉從而保證其質(zhì)量。油脂精煉的工序包括脫膠、脫酸、脫色、脫臭等工序。在這些工序的進(jìn)行中就會(huì)產(chǎn)生一些反式脂肪酸。比如說(shuō)在油脂進(jìn)行脫臭的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生一些反式脂肪酸。由于脫臭過(guò)程主要運(yùn)用的是水蒸氣蒸餾的方式，因?yàn)橛椭谐粑段镔|(zhì)的蒸汽大于甘三脂的蒸氣壓，所以在用蒸汽進(jìn)行蒸餾的時(shí)候這些臭味物質(zhì)就會(huì)被分離出來(lái)。與此同時(shí)，油脂中的其他臭味祖墳的蒸氣壓比脂肪酸還要高。在汽液表面的接觸面商，水蒸氣被揮發(fā)的臭味組分所飽和，并按照其分壓的比率溢出，從而達(dá)到脫除臭味組分的目的。但是在對(duì)油脂進(jìn)行脫臭時(shí)要用到蒸餾技術(shù)，這就要求將油脂在兩百多度的高溫中處理兩個(gè)小時(shí)以上，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些反式脂肪酸，而且這些反式脂肪酸并不會(huì)跟隨脫臭的物質(zhì)一起被除去，而是留在了精煉的油脂中，這也是食物中反式脂肪酸來(lái)源的一部分。

3 氣相色譜檢測(cè)法

3.1 原理

在食物凡是脂肪酸的檢測(cè)中，目前使用的方法有紅外光譜法（IR）、薄層色譜法（TLC）及氣相色譜法（GC），其中氣相色譜法研究較多，由于氣相色譜檢測(cè)法準(zhǔn)確性高，簡(jiǎn)單易操作的特點(diǎn)而被廣泛使用。氣相色譜法是在色譜柱中裝入擔(dān)體或者固定液，使用氮?dú)庵?lèi)的載氣將所要分析的樣品帶入色譜柱中，在特定的環(huán)境下，脂肪酸碳鏈長(zhǎng)度，不飽和度和雙鍵幾何構(gòu)型等結(jié)構(gòu)上的差異，使得不同脂肪酸在氣相色譜上保留時(shí)間不同，各個(gè)組分在載氣和固定液薄膜形成的氣液兩相中分配系數(shù)是不同的，因而在載氣氣流流動(dòng)過(guò)程中，樣品不同組分在氣流中移動(dòng)距離不同，逐漸分離開(kāi)來(lái)，根據(jù)不同脂肪酸的出峰順序不同確定脂肪酸的種類(lèi)，分析出總的脂肪酸但不飽和脂肪酸，多不飽和脂肪酸和反式脂肪酸的含量，利用這個(gè)特點(diǎn)我們可以測(cè)試其中某些成分的含量。

3.2 儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)需要儀器：島津CC-14B氣象色譜儀，島津C-R7Ae數(shù)據(jù)處理器，島津OPGU-1500S氫氣發(fā)生器，F(xiàn)ID檢測(cè)器，CP-Sil88FAME毛細(xì)管石英柱，氮?dú)?、氫氣、壓縮空氣。所需的試劑包括正己烷、氫氧化鈉、氯化鈉、甲醇、三氟化硼等，這些試劑主要是分析純度。實(shí)驗(yàn)選取的樣品：黃油、全脂奶粉、人造奶粉，檢測(cè)這三種樣品中反式脂肪酸含量。

3.3 色譜條件

FID檢測(cè)器載氣氮?dú)饧訅褐?00kpa，氫氣50kpa，空氣50kpa，石英柱溫度采用三級(jí)升溫，以110℃起始持續(xù)4min，其后以3℃/min的速度升溫直至170℃，而后降低升溫速度至2℃/min，升溫到200℃，隨后恢復(fù)3℃/min的升溫速度，直至石英柱溫度達(dá)到230℃，停止加熱，維持當(dāng)前溫度6分鐘。進(jìn)樣口溫度調(diào)節(jié)為250℃，檢測(cè)器為260℃。試驗(yàn)中分流的比例為1：40。

3.4 樣品提取以及檢測(cè)

一般情況下，乳制品按照GB/T5005.46提取脂肪，其他食品按照GB/T5009.6來(lái)提取食品中脂肪。取適量提取的脂肪或者油脂樣品按照GB/T17376-1998中方法來(lái)制造動(dòng)植物油脂的脂肪酸甲酯，并且用適量氫氧化鈉甲醇溶液回流后加入12%至15%的三氟化硼甲醇溶液，然后回流，加入正己烷以及飽和的氯化鈉溶液，對(duì)混合溶液進(jìn)行振蕩萃取后去一些正己烷放置氣相色譜上，對(duì)其進(jìn)行分析。

3.5 對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析

通過(guò)對(duì)脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖分析，可以了解到大部分飽和脂肪酸之間、不飽和脂肪酸之間、飽和與不飽和脂肪酸之間分離情況較好，但是還有一部分脂肪甲酯分離情況不是太好，例如脂肪酸C18：ln-9（trans）與C18：ln-11（trans）之間分離情況還不是太理想。

3.6 線性范圍以及檢測(cè)出限

首先可以選用脂肪酸C16：0甲酯和脂肪酸C18：0甲酯標(biāo)準(zhǔn)品，將他們配制成濃度0.05至1.5千克/毫升的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中脂肪酸C16：0甲酯線性回歸方程為Y=565413X+1124，r數(shù)值為0.997，n帶入數(shù)值為5，另一種脂肪酸C18：0甲酯線性回歸方程為Y=577448X+1371，r數(shù)值為0.998，n帶入數(shù)值為5?；€噪音的兩倍所對(duì)應(yīng)的溶液濃度表示方法檢測(cè)出限，脂肪酸C16：0甲酯檢測(cè)出限不得低于8.1微克/毫升，脂肪酸C18：0甲酯出限不得低于8.9微克/毫升，脂肪酸C16：0甲酯檢測(cè)出限比脂肪酸C18：0甲酯出限相比較低，就可以滿足試驗(yàn)檢測(cè)基本要求。

在取人造奶油樣品提取脂肪2份，分別選擇不一樣的水平，然后將C18：ln-9（CIS）甲酯標(biāo)準(zhǔn)品與脂肪酸C18：ln-9（trans）甲酯標(biāo)準(zhǔn)品，并將每一個(gè)水平實(shí)驗(yàn)檢測(cè)兩遍，檢測(cè)結(jié)果取兩次平均值，檢測(cè)回收率在98.3%至100.6%之間。如表1所示：

表1脂肪酸C18：ln-9（CIS），C18：ln-9（trans）加標(biāo)回收試驗(yàn)

3.7 選取樣品中反式脂肪酸含量檢測(cè)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，可以了解到人造奶油中含有反式脂肪酸，并通過(guò)外標(biāo)法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)分析，姐可以樣品中順式與反式油酸含量，分析結(jié)果：黃油a中含有19.312%順式油酸含量，9.937%反式油酸含量：黃油b中含有23.658%順式脂肪酸，14.256%反式脂肪酸；人造奶油中含有21.510%順式油酸，12.816%反式油酸；全脂奶粉含有1.124%順式油酸，不含有反式油酸。

4 總結(jié)

總之，食品中的反式脂肪酸含量過(guò)高會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生巨大的影響，不僅會(huì)加速動(dòng)脈硬化，產(chǎn)生心臟疾病和老年癡呆，還會(huì)導(dǎo)致同時(shí)心腦血管疾病，導(dǎo)致身體不能正常運(yùn)行。隨著我國(guó)人們生活水平的不斷提高，人們開(kāi)始食用黃油、奶油等脂肪較多的食物，所以我國(guó)需要對(duì)反式脂肪酸的含量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，為人們食用提高科學(xué)依據(jù)，還需要提高我國(guó)氣相色譜檢測(cè)技術(shù)，使得食品中反式脂肪酸含量檢測(cè)更加準(zhǔn)確，從而減少反式脂肪酸對(duì)人體的傷害。

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