SP-2560毛細管柱拆分 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體的研究

陶 健 蔣煒麗 王 暉 肖 漢 李君文

(河南省產品質量監督檢驗院國家糧油及肉制品質量監督檢驗中心1,鄭州 450004)(軍事醫學科學院衛生學環境醫學研究所2,天津 300050)

SP-2560毛細管柱拆分 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體的研究

陶 健1蔣煒麗1王 暉1肖 漢1李君文2

(河南省產品質量監督檢驗院國家糧油及肉制品質量監督檢驗中心1,鄭州 450004)(軍事醫學科學院衛生學環境醫學研究所2,天津 300050)

采用 SP-2560毛細管柱氣相色譜法成功分離了 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體。在優化的氣相色譜條件下,9-十八碳烯酸甲酯順反異構體的色譜峰實現基線完全分離,保留時間差在 0.5 min以上,分離度 Rs>3。9-十八碳烯酸甲酯順反異構體混標濃度與檢測器的響應信號之間呈現線性關系,采用內標法能夠獲得較好的相關性 (R>0.99),線性范圍為 25～10 000μg/mL,同時具有較低的檢出限 (約 0.2μg)和較高的精密度 (RSD<5%)。9-十八碳烯酸甲酯順反異構體的成功分離為氣相色譜法測定食品中的反式脂肪酸奠定了重要基礎。

9-十八碳烯酸甲酯 順反異構體 SP-2560毛細管柱

過量攝取反式脂肪酸與多種困擾人類的慢性疾病的發生發展呈正相關[1],其危害包括增加患心血管疾病危險、誘發 II型糖尿病、抑制胎兒生長發育、導致機體必需脂肪酸缺乏、造成大腦功能衰退等[2-6]。鑒于反式脂肪酸嚴重威脅人類健康,立法限制食品中反式脂肪酸的含量已成為世界上大多數發達國家食品標準體系的一部分,尤其是美國食品標簽的立法規定對全世界相關食品的生產、貿易流通和消費造成重大影響[7]。雖然我國目前尚未對食品中反式脂肪酸作限量規定,但氫化油、起酥油等富含反式脂肪酸的食用油脂在國內食品中大量使用,反式脂肪酸的安全性問題正在引起國民的關注[8]。限制反式脂肪酸將是全球的趨勢,世界各國正在積極尋求有效的措施來控制反式脂肪酸,而實現安全監控的首要問題是建立合理可靠的檢測方案[9]。

食品中的反式脂肪酸主要是在油脂氫化加工、精煉脫臭以及高溫煎炸等工藝中產生,主要成分是反 -9-十八碳烯酸 (trans-C18∶1n-9)[10]。可見,在氣相色譜系統中,9-十八碳烯酸甲酯順反異構體的拆分是實現食品中反式脂肪酸定性定量檢測的關鍵。研究采用 SP-2560毛細管柱氣相色譜法成功分離了 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體,為氣相色譜法測定食品中的反式脂肪酸提供一定借鑒。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

GC-9A氣相色譜儀、GC-14C氣相色譜儀、FI D檢測器、GS2010色譜數據工作站:shi madzu;CPSI L88(60 m ×0.25 mm ×0.20μm)毛細管色譜柱:varian;SP-2560(100 m ×0.25 mm ×0.20μm)毛細管色譜柱:supelco。反 -9-十八碳烯酸甲酯 (trans-C18∶1n-9,簡稱 ME)標準品、順 -9-十八碳烯酸甲酯 (cis-C18∶1n-9,簡稱 MO)、十六碳脂肪酸甲酯 (C16 ∶0,簡稱 MP)標準品 :sigma-fluka。

1.2 方法

脂肪酸甲酯正己烷溶液:準確稱量一定量脂肪酸甲酯標準品,用正己烷溶解并定容至 100 mL容量瓶中,-20℃貯藏備用。

采用 microsoft-excel和 originPro7.0進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 色譜柱的選擇

由于 PEG、FFAP和 HP-5等色譜柱的固定相并不合適分離脂肪酸甲酯的緣故,無論怎樣改變色譜條件,C18∶1n-9脂肪酸甲酯順反異構體均不能得到分離。從結構上看,trans比 cis更具對稱性,因此cis會更加容易極化,也可能會有偶極距,選擇極性固定相有可能增加異構體間的保留差異。同時注意到n-9位雙鍵位于碳鏈中心,增加了分離的困難[11]。長度為 15 m到 60 m規格的 CP-SI L88、SP-2340[2]等柱具有相似的較強極性固定相,比較適合極性物質異構體間的拆分,但由于柱系統的長度、直徑和固定液膜厚度等條件的限制,只能實現較窄濃度范圍內的部分分離 (圖 1)。當選用 SP-2560(100 m×0.25 mm×0.20μm)時,兩種異構體得到很好分離,獲得理想的分離度 (Rs=2.558)和峰形 (圖 2)。這種強極性毛細管柱采用非鍵合固定相二氰丙基聚硅氧烷,容量因子 k′(C22∶0)=5.3,涂漬效率 (C22∶0)=76%,塔板數 (C22∶0)=3 590,是拆分脂肪酸甲酯順反異構體的理想色譜柱。

2.2 色譜條件選擇

操作條件的優化只有在正確的色譜柱系統中才有意義。選擇了具有最佳固定相的毛細管色譜柱 SP-2560以后,尚需選擇合理的載氣、檢測器及儀器參數等。經過調試,獲得優化的色譜條件 (見表1)。

表 1 色譜參數

由圖 3～圖 5可知,不同質量比的 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體混標的色譜行為,結果表明,兩種異構體的保留時間差在 0.5 min以上,色譜峰完全基線分離,分離度 Rs>3,并具有良好的峰形。

2.3 定量方法

配制質量濃度分別為 25、100、250、1 000、2 500、10 000μg/mL的 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體混標溶液,從低濃度到高濃度依次進樣,記錄。

響應信號值,分別采用色譜峰高、峰面積、峰高比值和峰面積比值 (與內標的比值)對濃度作相關性分析 (表 2)。結果顯示,相對于峰高而言,峰面積與濃度具有更好的相關性;相對于峰高比值而言,峰面積比值與濃度具有更好的相關性;相對于峰高和峰面積而言,峰高比值和峰面積比值具有更好的相關性。所以,應選內標法以獲得更準確的定量。

表 2 相關系數比較

2.4 線性范圍和檢出限

在優化的色譜條件下,選擇內標法進行直線回歸分析,考察 FI D檢測器的響應信號與 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體混標質量濃度之間的線性關系,以理論值為 X軸、檢測值為 Y軸繪制標準曲線 (圖 6～圖 7),二者呈良好線性關系的范圍達到 3個數量級,以 3倍信噪比法測量并計算出檢出限 (表 3)。

表 3 線性回歸分析和檢出限測量

2.5 精密度測量

對高、中、低 3個質量濃度的 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體標準溶液連續進行 6次平行測定,結果如表 4所示,相對標準偏差 (RSD)均小于 5%,表明精密度較高。

表 4 精密度測量結果(n=6)

3 結論

采用 SP-2560毛細管氣相色譜柱系統,在優化的氣相色譜條件下成功分離了 9-十八碳烯酸甲酯順反異構體,取得了滿意的分離度,標樣質量濃度與響應值之間呈線性相關關系,線性范圍寬,檢出限低,精密度高。為進一步建立氣相色譜法測定食品中的反式脂肪酸奠定了重要基礎。

[1]Stender S,Dyerberg J.Influence of trans fatty acids on health[J].Annals of nutrition and metabolis m,2004,48:61-66

[2]Mensink R P,Katan M B.Effects of dietary trans fatty acids on high-density and low-density lipoprotein cholesterol levels in healthy subjects[J].New England Journal ofMedi2 cine,1990,323:439-445

[3]趙國志.油脂食品中反式脂肪酸問題與現狀[J].糧食油脂,2003,2:12-13

[4]Ascherio A,KatanM B,Zock P L.Trans fatty acids and coro2 nary heart disease[J].New England Journal of Medicine,1999,340:1994-1998

[5]孫東弦,張麗霞,徐玲,等.油脂中的反式酸及其檢測方法[J].中國油脂,2005,30(3):45-48

[6]Aro A,Mannisto S,Salminen I.Inverse association between dietary and serum conjugated linoleic acid and risk of breast cancer in postmenopausal women[J].Nutrition and Cancer,2000,38:151-157

[7]李靜,鄧澤元,范亞葦,等.油炸食品中反式脂肪酸的研究[J].食品工業科技,2006,27(5):49-51

[8]HormozA,Kramer K G.A rapid method for the quantification of fatty acids in fats and oils with emphasis on trans fatty acids using fourier transform near infrared spectroscopy(FT-N I R)[J].Lipids,2005,40(8):855-867

[9]邵景東,劉一軍.食品中反式脂肪酸危害及檢測方法研究進展[J].中國公共衛生,2006,22(3):366-367

[10]宋立華,李云飛,湯楠.食品中反式脂肪酸的分析方法研究進展[J].上海交通大學學報:農業科學版,2007,25(1):80-85

[11]Rifai N,StampferM J,W illettW C Consumption of trans FattyAcids Is Related to Plasma Biomarkers of Inflammation and EndothelialDysfunction[J].Journal ofNutrition,2005,135:562-566.

Configurational Separation and Identification of cis-andtrans-C18∶1n-9 FattyAcidMethyl Ester Isomers on SP-2560 Fused-Silica Capillary Column

Tao Jian1Jiang Yili1Wang Hui1Xiao Han1Li Junwen2
(Henan Institute of ProductQuality Inspection and Detection1,Zhengzhou 450004)
(Institute of Hygiene and EnvironmentalMedicine,Academy ofMilitaryMedical Science2,Tianjin 300050)

Cis-and trans-C18∶1n-9 fatty acid methyl ester isomerswere separated each other by gas chro2 matography equipped with SP-2560 fused-silica capillary column and FI D.Chromatography parameters were opti2 mized so that the two isomerswere completely separated in baseline with resolution>3.The inner standard method ensured better linear correlation and the linear range was 25～10 000 mg/mL,while both satisfactory analytical preci2 sion and determination limitwere also obtained.

C18∶1n-9 fatty acid methyl ester,cis2andtrans2isomers,SP-2560 fused2silica capillary column

O656.6

A

1003-0174(2011)01-0117-04

河南省科技攻關重點項目(082109006000)

2009-12-22

陶健,男,1978年出生,工程師,食品科學

李君文,男,1963年出生,研究員,環境衛生與勞動衛生