氣相色譜檢測食品中 反式脂肪酸方法的研究

張遠斌 馬鵬媛

隨著生活水平的不斷提高，人們對于食品安全也愈發(fā)關注。研究發(fā)現(xiàn)，大部分食物中都含有一定量對人體有害的物質，比如反式脂肪酸（trans fatty acid，TFA）就是大多數(shù)食物當中非常常見的一種化合物，它主要來自于動物以及植物所產生的油脂，并且會在食物當中長期存在。如果攝入過多會對人體造成不同程度的傷害，食物中的反式脂肪酸含量越多，給人體帶來的健康危害就越大。因此，對加工食品中反式脂肪酸含量的檢測和控制是非常重要的。當前檢測反式脂肪酸的方法有很多，但氣相色譜法相對來說更加成熟、更加準確，因此要不斷加強對于氣相色譜檢測方法的研究。

一、反式脂肪酸的定義和危害

1.TFA的定義。脂肪酸屬于羥酸化合物，主要是由碳和氫組成的烴類基團所連接的羧基而組成，在油脂類以及油脂加工類產品中非常常見，比如由甘油和脂肪酸組成的三酰甘油酯，也是脂肪酸的一種。脂肪酸根據(jù)結構以及飽和程度等方面的不同可以分成不同類型，比如根據(jù)脂肪酸空間結構的不同，可以分成順式脂肪酸和TFA;根據(jù)其飽和性的不同，可以分成飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸三種類型。其中，TFA屬于非共軛不飽和脂肪酸，其化學成分是由一個或者多個反式雙鍵構成的。大部分TFA比順式脂肪酸的熔點高，順式脂肪酸的熔點一般在13℃左右，在常溫下以液體的形態(tài)存在，而TFA的熔點則高達46℃，在常溫下一般是固體。TFA不僅可以通過人工加工的方式存在，在天然的食品中也會存在一定的TFA，比如動物油或者乳制品;人工TFA則一般是利用植物油進行氫化改性從而產生，也就是俗稱的氫化油，氫化油的主要作用就是防止脂肪酸變質而造成食物味道的改變。

2.TFA對人體健康的危害。由于TFA具有增強食物口感、延長食物保質期的功效，因此受到了許多食品加工廠商的喜愛。但研究表明，TFA對于人體健康的危害是極大的，因此也受到了許多國家的制約。TFA對人體的危害主要以心血管為主，實驗證明，TFA的過量攝入可以讓血液中的低密度脂蛋白膽固醇含量上手，還會減少高密度脂蛋白膽固醇的含量。由于高密度脂蛋白膽固醇可以預防心臟病的發(fā)生，因此過多攝入飽和脂肪酸會增加心血管疾病的發(fā)生概率，而TFA的過量攝入則會讓發(fā)病幾率大大提升。TFA還能使人體血液的粘稠度增加，從而形成血栓。另外，TFA的過量攝入還會引發(fā)糖尿病、哮喘，甚至惡性腫瘤等癥狀，對青少年的成長有著非常不利的影響。

二、反式脂肪酸在食品中的來源

1.純天然食物。TFA的存在方式比較廣泛，尤其是部分動物自身就會產生TFA。比如牛羊等反芻食草動物在飼養(yǎng)過程中，由于草料中含有的不飽和脂肪酸被牛羊腸腔中特有的細菌酶氫化成為不飽和脂肪酸的異構體，就很容易出現(xiàn)在牛羊的脂肪以及乳品當中。這些脂肪酸一旦被人體吸收，就會集合在各個組織當中，進而導致疾病的產生。研究表明，動物脂肪TFA的占比高達5%-10%。

2.加工食品。由于現(xiàn)代人發(fā)現(xiàn)了氫化油脂對于食物口感的提升非常有效，還可以增加食品的保質期，因此氫化油成為了當前大多數(shù)油炸食品最廣泛使用的食品加工油脂。不過，油脂的脫氫處理會產生大量的TFA，因此會對人體產生極大的損害。在植物油的加工過程中，為了清理其中的雜質、磷脂以及游離脂肪酸等物質，生產廠家基本都會對植物油進行精煉以提高質量，然而在對油脂進行脫膠、脫酸、脫色、脫臭等的過程中則很可能產生一定的TFA。比如脫臭工序，油脂的脫臭基本采用水蒸氣蒸餾的方式進行，因為油脂中的異味組成的蒸氣壓高于脂肪酸，在氣液表面接觸面的水蒸氣會和揮發(fā)的臭味飽和，從而達到脫臭的效果。不過蒸餾技術需要極高的溫度，而高溫會產生一定的TFA，并且這些TFA不易和脫臭物質一同被去除，這也是在植物油精煉過程中TFA的主要來源之一。

三、利用氣相色譜法檢測反式脂肪酸

氣相色譜檢測法（Gas chromatography）是檢測食物中TFA最準確也是應用最廣泛的方法，并具有操作便捷的特性。

1.檢測原理。Gas chromatography的流程是在色譜柱中導入催化劑載體或者固定液，進而利用N2等載氣把需要分析的食物帶到色譜柱當中。在固定的環(huán)境中，由于脂肪酸碳鏈的長度、不飽和度以及雙鍵幾何構型等結構的差距，會造成不同脂肪酸在色譜中保留時間的不同，而且各個部分在載氣以及固定液薄膜形成的氣液兩相中的分配系數(shù)也是不一樣的，因此在載氣流動中由于樣品不同組分在氣體中流動的距離有所差異，進而會逐漸分離。因此，可以根據(jù)不同脂肪酸的出峰順序而判斷脂肪酸的種類，進而可以分析出總脂肪酸中不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸以及TFA的含量。

2.測試條件。采用FID檢測器將載氣N2加壓到300kPa、H2加壓到50kPa、空氣加壓到50kPa，而石英柱則需要進行三級升溫，開始要以110℃持續(xù)4min升溫，之后按照每分鐘3℃的速度升到170℃，然后以每分鐘2℃的速度升到200℃左右，最后再恢復到每分鐘3℃的速度升到230℃后關閉，并且確保當前溫度持續(xù)6min左右。最終要保障進樣口的溫度是250℃，檢測器的溫度是260℃，實驗中的分流比例則應當是1︰40。

3.樣品提取及檢測方法。大部分乳類食物應當按照GB/T5009.46《乳與乳制品衛(wèi)生標準的分析方法》對脂肪進行提取，其他類型的脂肪制品則需要按照GB 5009.6-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》對脂肪進行提取。在提取適量的脂肪或者油脂樣品后，需要按照GB/T5009-168《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》來制備動物植物油脂當中的脂肪酸甲酯，同時利用適量的氫氧化鈉甲醇溶液回流，再加入12%-15%的三氟化硼甲醇將溶液回流，然后加入正己烷和飽和的氯化鈉溶液，并對混合溶液進行震蕩萃取，從而取出一部分正己烷放到Gas chromatography中進行分析。

4.對測試結果進行詳細分析。根據(jù)檢測結果，對當前檢測出的甲酯標準色譜圖進行完整分析后基本可以看出，大部分不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸以及TFA的分離情況相對不錯，也有少部分的脂肪甲酯分離狀況和預想差距較大，比如脂肪酸C18︰ln-9（trans）以及C18︰ln-11（trans）的分離情況與設想的差距還是非常大的。

5.線性范圍和檢出限。（1）利用脂肪酸C16︰0以及脂肪酸C18︰0甲酯標準品配制成濃度為0.05kg/mL-1.5kg/mL的混合標準溶液，其中肪酸C16︰0甲酯的線性回歸方程是Y=565413X+1124，r的數(shù)值是0.997，n的代入數(shù)值是5。（2）利用基線噪音的2倍對應溶液濃度表示方法檢出限，其中脂肪酸C16︰0甲酯的檢測出限不得低于8.1μg/mL，C18︰0甲酯的檢出限則不可低于8.9μg/mL。只要脂肪酸C16︰0甲酯的檢出限低于C18︰0甲酯，就完全可以滿足檢測試驗的基本要求。

6.加標回收率。從人造奶油、黃油以及全脂奶粉中對脂肪進行提取，其中黃油根據(jù)加工工藝的不同分為黃油a和黃油b，并且利用不同方式對C18︰ln-9（CIS）甲酯標準品和C18︰ln-9（trans）甲酯標準品分別檢測2遍，檢測回收率是98.3%-100.6%，如表1所示。

7.選擇樣品中TFA含量檢測。通過檢測實驗中可以得知，人造奶油中含有TFA，利用外標法進行檢測分析可以得知樣品中的順式脂肪酸和TFA含量，具體分析結果是：黃油a中的順式脂肪酸含量是19.312%，TFA含量則占比9.937%;黃油b中的順式脂肪酸含量是23.658%，TFA含量則占比14.256%;人造奶油中的順式脂肪酸含量是21.510%，TFA含量則占比12.816%;全脂奶粉中的順式脂肪酸含量是1.124%，TFA含量則為0。

總的來說，TFA對于人體健康的危害是很大的，但仍有很多人比較喜歡奶油和黃油等油脂較高的人造食品，因此必須加強對于食品中TFA含量的規(guī)范，加強Gas chromatography檢測方法的使用，確保對食品中TFA的檢測更加準確，給人們的食用提供更科學的依據(jù)，進而減少TFA對人體健康的危害。