亞麻籽油脂肪酸指紋圖譜的建立及其摻混風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)

張菁菁，劉笑笑，李運(yùn)，徐雪梅*，吳福祥，周圍

蘭州市食品藥品檢驗(yàn)所（蘭州 730050）

亞麻籽系亞麻科（Linaceae）亞麻屬（Linum）一年生或多年生草本植物[1]。亞麻籽油是從亞麻的成熟種子中分離提取制成的油，又稱胡麻油，其色澤黃亮、氣味芳香，具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。亞麻籽油富含α-亞麻酸及各類不飽和脂肪酸（MUFA），其中70%以上為多不飽和脂肪酸，超過了目前人們?nèi)粘ｏ嬍持械乃兄参镔Y源，對(duì)人體非常重要的ω-3多不飽和脂肪酸含量高達(dá)47%~57%[2-5]，被國(guó)內(nèi)外的營(yíng)養(yǎng)專家譽(yù)為“陸地上的魚油”[6]。亞麻籽油以其特殊的香氣、香味以及廣受人們的喜愛，特別是在我國(guó)西北部甘肅、青海、寧夏、內(nèi)蒙等地，亞麻籽油為市售、餐飲、百姓生活的常用及主要用食用油脂。

鑒于亞麻籽油的營(yíng)養(yǎng)特性和相對(duì)昂貴的價(jià)格，存在為了降低成本而通過添加較低營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、低商業(yè)價(jià)值的食用油摻假和摻偽，構(gòu)成欺騙行為的同時(shí)，且對(duì)消費(fèi)者的健康也有負(fù)面影響[7]。近年來食用油脂摻假、摻偽及“地溝油”濫用等食用油脂安全問題在國(guó)內(nèi)外普遍存在，2011年底中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)（原衛(wèi)生部）2輪公開征集“地溝油”檢測(cè)方法762份，后經(jīng)論證表示特異性均不強(qiáng)，至今尚缺特異有效的食用油脂類別辨析科學(xué)鑒定方法[8]。針對(duì)油脂的真假、摻偽問題仍是食品安全方面持續(xù)深入研究的問題。

近年來隨著化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展，人們?cè)絹碓蕉嗟貎A向于用模式識(shí)別技術(shù)進(jìn)行植物油分類和質(zhì)量鑒定[9]。指紋圖譜是利用現(xiàn)代儀器分析獲得代表該物質(zhì)特征各種圖譜數(shù)據(jù)資料的一種技術(shù)，具有信息量大且簡(jiǎn)便快捷的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于含有復(fù)雜組分物質(zhì)的分析鑒定[10]。據(jù)報(bào)道，國(guó)內(nèi)研究人員分別對(duì)葡萄籽油、裸燕麥、紫蘇子油、大豆油、花生油、茶籽油、菜籽油、玉米油、橄欖油、棕櫚油、葵花籽油、棉籽油等多種常見油脂利用建立脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜的方法進(jìn)行特征脂肪酸篩選、摻假的鑒別[11-16]。該方法是目前針對(duì)油脂的鑒別最行之有效的途徑之一。但目前針對(duì)亞麻籽油進(jìn)行的脂肪酸指紋譜庫(kù)建立及摻偽未見報(bào)道。亞麻籽油的脂肪酸組成及含量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與對(duì)比，并生成亞麻籽油脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜，將其他油脂、摻混油脂與亞麻籽油有效區(qū)分，為亞麻籽油的評(píng)價(jià)及質(zhì)量監(jiān)控提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

亞麻籽油、菜籽油、花生油、大豆油、芝麻油、橄欖油、葵花籽油樣品，市售；30批市售亞麻籽油樣品，采購(gòu)于當(dāng)?shù)爻小⑥r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、生活小區(qū)等25個(gè)采樣地點(diǎn)。

37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，上海安普實(shí)驗(yàn)室科技有限公司。

甲醇、乙腈、正己烷、甲苯（色譜純），德國(guó)Merck公司；三氟化硼（15%甲醇溶液），Sigma-Aldrich貿(mào)易有限公司；無水硫酸鈉、氫氧化鈉、正庚烷（分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；試驗(yàn)用水，Milli-Q超純水（18.2 MΩ·cm）。

1.2 儀器與設(shè)備

7890B氣相色譜儀（FID檢測(cè)器），美國(guó)安捷倫有限公司；氣相色譜柱（HP-88型，100 m×0.25 mm；

0.25 μm），美國(guó)安捷倫公司；MS-TS型電子分析天平，梅特勒-托利多有限公司；電熱恒溫水浴鍋，寧波新芝生物科技股份有限公司；10 μL~5 mL移液槍，德國(guó)艾本德儀器公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

準(zhǔn)確吸取1 mL 37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于10 mL容量瓶中，用正己烷稀釋并定容至刻度，混勻，得到脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)溶液。

1.3.2 儀器條件

程序升溫：初始溫度100 ℃，持續(xù)13 min；100~180 ℃，升溫速率10 ℃/min，保持6 min；180~200℃，升溫速率1 ℃/min，保持20 min；200~230 ℃，升溫速率4 ℃/min，保持10.5 min；進(jìn)樣口溫度270 ℃；檢測(cè)器溫度280 ℃；載氣∶氮?dú)猓涣魉?.0 mL/min；分流比100∶1；進(jìn)樣量1 μL。

1.3.3 樣品溶液的制備

稱取100 mg樣品到20 mL離心管中，使樣品溶于10 mL正己烷，加入100 μL 2 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液。把蓋上離心管，充分渦旋30 s，按3 900 r/min離心10 min，用正己烷將上清液稀釋50倍后轉(zhuǎn)移到2 mL樣品瓶中待測(cè)。

1.3.4 計(jì)算方法

將37種脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)色譜圖和油脂樣品的氣相色譜圖各脂肪酸的保留時(shí)間進(jìn)行對(duì)比確認(rèn)，外標(biāo)法計(jì)算油脂樣品中各脂肪酸甲酯的含量，依據(jù)峰面積計(jì)算油脂樣品中脂肪酸甲酯的相對(duì)百分含量，每一種油脂樣品平行測(cè)定3次，最終數(shù)據(jù)取平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。

試樣中脂肪酸甲酯占總脂肪酸甲酯的百分比按式（1）計(jì)算，通過測(cè)定相應(yīng)峰面積對(duì)所有成分峰面積總和的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算目標(biāo)組分的含量：

式中：Xi為試樣中某個(gè)脂肪酸占總脂肪酸的百分比，%；ASi為試樣測(cè)定液中各脂肪酸甲酯的峰面積；FFAMEi-FAi為脂肪酸甲酯i轉(zhuǎn)化成脂肪酸的系數(shù)；ΣASi為試樣測(cè)定液中各脂肪酸甲酯的峰面積之和。結(jié)果保留3位有效數(shù)字。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

每次試驗(yàn)重復(fù)操作3次，取平均值；應(yīng)用SPSS 23.0軟件和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理；脂肪酸指紋圖譜數(shù)據(jù)采用夾角余弦法，采用中國(guó)藥典委員會(huì)推薦“中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)（2012版）”進(jìn)行相似度評(píng)價(jià)，通過統(tǒng)計(jì)歸納亞麻籽油脂肪酸甲酯共有峰，從而確定亞麻籽油的特征峰，并建立亞麻籽油的氣相色譜脂肪酸的指紋圖譜。

2 結(jié)果與分析

2.1 37種脂肪酸甲酯對(duì)照品氣相色譜信息

表1 為37種脂肪酸甲酯色譜圖相關(guān)信息，圖1為37種脂肪酸甲酯氣相色譜圖。從圖1中看出，37種脂肪酸甲酯在38 min之前基本都能得到有效分離，其中二十烷酸甲酯+γ-亞麻酸甲酯因保留時(shí)間接近而未能有效分離，但經(jīng)過后續(xù)測(cè)定顯示這兩種脂肪酸非亞麻籽油特征峰，因此不影響后續(xù)方法和指紋圖譜的建立，該方法信噪比與分離度均能達(dá)到定性定量條件。

表1 37種脂肪酸甲酯色譜圖信息表

圖1 37種脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)溶液氣相色譜圖

2.2 亞麻籽油脂肪酸特征分析

圖2 為亞麻籽油特征色譜圖，表2為60批不同產(chǎn)地亞麻籽油中脂肪酸種類及平均含量列表。從表2可以看出，從60個(gè)亞麻籽油樣品中共檢測(cè)出13種脂肪酸，包括棕櫚酸甲酯、棕櫚油酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、花生酸甲酯、γ-亞麻酸甲酯、順-11-二十碳烯酸甲酯、α-亞麻酸甲酯、榆樹酸甲酯、順芥子酸甲酯、木蠟酸甲酯。其中所有樣品共有的脂肪酸甲酯為棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、α-亞麻酸甲酯，這5種共有峰的平均面積之和占平均總峰面積和的97.32%，因此選擇此無種脂肪酸作為亞麻籽油氣相色譜指紋圖譜的特征峰。

圖2 亞麻籽油特征色譜圖

表2 亞麻籽油樣品的脂肪酸組成

綜合圖2和表2可得，亞麻籽油含量最高脂肪酸甲酯為C18∶3cis-9,12,15（α-亞麻酸甲酯）40.91%。其余含量較高的脂肪酸甲酯分別是C18∶2（亞油酸甲酯）23.58%、C18∶1（油酸甲酯）22.44%、C16∶0（十六烷酸甲酯）6.50%和C18∶0（硬脂酸甲酯）3.88%，5種脂肪酸占亞麻籽油總脂肪酸的97.31%，含蓋絕大多數(shù)脂肪酸成分，因此選擇這五種脂肪酸為亞麻籽油的特征脂肪酸種類。同時(shí)由表2計(jì)算的處亞麻籽油中不飽和脂肪酸含量占87.91%，不飽和程度較高，由此也能看出亞麻籽油的高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健價(jià)值。

2.3 亞麻籽油脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜的建立

將60批亞麻籽油色譜圖導(dǎo)入中藥色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)（2012版），建立亞麻籽油標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜。將氣相色譜與標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜計(jì)算相似度，參考國(guó)家藥典委員會(huì)頒布的色譜指紋圖譜試驗(yàn)研究技術(shù)指南的相似度劃分界限，將相似度在0.90以上作為符合該種油脂相似度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，相似度低于0.90的判定不符合[17]。由表3可以看出，60批亞麻籽油樣品中有59批樣品的指紋圖譜與標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜很接近，相似度都達(dá)到0.90以上，表明亞麻籽油樣品中脂肪酸的比例含量特征穩(wěn)定，試驗(yàn)選擇的五種特征脂肪酸能夠充分地代表亞麻酸的脂肪酸特征。但其中22號(hào)樣品的相似度僅為0.632。

表3 亞麻籽油樣品與標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜相似度

由表3可得，60批亞麻籽油的指紋圖譜相似度中59批基本差異不大均大于0.90；只有22號(hào)樣品的圖譜與亞麻籽油標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜的相似度低，說明該樣品與標(biāo)準(zhǔn)圖譜的差別較大；22號(hào)樣品的油酸甲酯含量比參照?qǐng)D譜及其他亞麻籽油圖譜高，推測(cè)其可能為異常樣品。

圖3 亞麻籽油標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜

2.4 亞麻籽油指紋圖譜的方法驗(yàn)證

將建立的亞麻籽油的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜與10種常見不同類型的食用油脂分別進(jìn)行比較，包括大豆油（6份）、菜籽油（6份）、芝麻油（6份）、玉米油（6份）、葵花籽油（6份）、花生油（6份）、核桃油（6份）、火麻油（2份）、橄欖油（6份），通過建立的脂肪酸指紋圖譜比對(duì)并計(jì)算相似度，同時(shí)對(duì)建立的指紋圖譜方法進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果見表4。結(jié)果表明，除火麻油與亞麻籽油標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜相似度大于0.95外，其他種類植物油樣品與亞麻籽油標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜的相似度平均值都在0.90以下，與亞麻籽油之間存在較大差異；說明建立的亞麻籽油指紋圖譜的鑒別能力和特異性較強(qiáng)，能夠通過比對(duì)與其他種類油脂有效鑒別。

從表4也可看出，同種油脂的脂肪酸指紋圖譜的相似度非常接近，也證明相同種類的油脂之間脂肪酸種類與含量有共性，該方法能夠表達(dá)油脂的脂肪酸特征，進(jìn)一步建立多種油脂的脂肪酸指紋圖譜，通過掌握多種油脂脂肪酸特征和指紋圖譜區(qū)分不同油脂，從而達(dá)到分類及鑒別的目的。

2.5 市售亞麻籽油的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)

研究進(jìn)一步對(duì)30批市售食用植物油進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，通過所建立的脂肪酸指紋圖譜篩選法，將標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜與未知樣品指紋圖譜比對(duì)并進(jìn)行相似度計(jì)算，在30批市售食用亞麻籽油中檢出1批亞麻籽油樣品相似度較低，相似度為0.684，初步判別為摻假樣品。

3 結(jié)論

研究采用氣相色譜法結(jié)合色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)60批亞麻籽油進(jìn)行脂肪酸分析，篩選確定棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亞油酸甲酯、α-亞麻酸甲酯五種脂肪酸作為亞麻籽油的特征脂肪酸，5個(gè)特征峰的面積之和占總峰面積和的95%以上。通過綜合計(jì)算亞麻籽油5種特征脂肪酸的平均含量，并將色譜圖導(dǎo)入色譜指紋圖譜相似度評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行相似度計(jì)算，證明同種類型的亞麻籽油具有較高的相似性并同時(shí)建立了亞麻籽油脂肪酸指紋圖譜。

利用建立的亞麻籽油標(biāo)準(zhǔn)脂肪酸指紋圖譜進(jìn)行不同種類油脂鑒別，結(jié)果證明該方法能夠?qū)⒉煌N類的油脂有效區(qū)分，并可以從結(jié)果中初步使不同的油脂得到分類，但是火麻油于亞麻籽油的相似度較高，不能得到有效鑒別，應(yīng)進(jìn)一步通過其他特征完善該方法。首次建立亞麻籽油的脂肪指紋圖譜，同時(shí)通過脂肪酸的種類與比例成分體現(xiàn)了亞麻籽油的脂肪酸特征較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，為亞麻籽油摻假鑒別建立了技術(shù)支持，也為亞麻籽油的高值化利用提供數(shù)據(jù)支撐，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。