基于脂肪酸差異的肉制品中豬源性成分鑒別方法的研究

馬靈飛,周 圍，張雅珩,雷春妮,周小平*

(1.西北師范大學 地理與環境科學系，甘肅 蘭州 730010；2.甘肅出入境檢驗檢疫局 綜合技術中心，甘肅 蘭州 730010)

?

基于脂肪酸差異的肉制品中豬源性成分鑒別方法的研究

馬靈飛1,2,周 圍1,2，張雅珩2,雷春妮2,周小平1,2*

(1.西北師范大學 地理與環境科學系，甘肅 蘭州 730010；2.甘肅出入境檢驗檢疫局 綜合技術中心，甘肅 蘭州 730010)

建立了肉制品中脂肪酸的分析檢測技術，通過分析脂肪酸含量、種類以及片段特征指紋圖譜，實現了基于脂肪酸差異的肉制品中豬源性成分的鑒別。采用氣相色譜法測定了大量肉制品，利用保留時間和質譜鑒定了36種脂肪酸成分，選取較為穩定的18種脂肪酸數據進行統計分析，確定不同油脂脂肪酸的差異，結合特征圖譜，最終確定可用于鑒別豬源性成分的8種脂肪酸。該方法可用于確定肉制品中是否含有豬源性成分，方法簡單、快速、成本低，辨別度較高，在豬源性成分鑒別中具有一定的應用前景。

脂肪酸;豬肉;鑒別；氣相色譜法(GC)

豬肉是日常生活的主要副食品，具有補虛強身、滋陰潤燥、豐肌澤膚的作用，是全世界普遍的肉品之一，各國均大量食用，但中東、部分亞洲、非洲等地的猶太教與伊斯蘭教信徒不食用。我國信仰伊斯蘭教的民族有十幾個，聚居于新疆、河南、甘肅、寧夏、云南等地區，人口總數約2 500萬。

豬源性成分是清真食品中的一項重要禁忌成分，國外一些國家利用農產品特定的身份信息進行農產品溯源研究，如脂肪酸因子識別溯源技術、核磁、紅外光譜等指紋圖譜技術等[1]，但這些技術在我國尚屬空白，嚴重制約了我國肉類的質量安全鑒別、評價和追溯[2]。關于豬肉脂肪酸的研究也主要集中在油脂脂肪酸的比較分析[3]，而將脂肪酸用于豬肉鑒別方面的研究仍舊欠缺。

脂肪酸是肉中的必需組分，且比較穩定[4]，主要存在于油脂中，不同油脂的脂肪酸含量不同[5]。因此，通過脂肪酸特征圖譜可以辨別不同種類的肉[6]。基于上述特征，本研究采用油脂提取/氣相色譜分析脂肪酸，通過確定不同油脂脂肪酸的差異，以鑒別肉制品中的豬源性成分。

1 實驗部分

1.1 材料與試劑

樣品：各類常見植物油，生熟豬肉、牛肉、羊肉、雞肉，豬肉火腿、牛肉火腿、雞肉火腿，為購自不同市場的不同批次的樣品。

試劑：正己烷、丙酮、石油醚、苯(分析純)；硅藻土；氫氧化鉀-甲醇(0.4 mol/L)溶液：取2.24 g氫氧化鉀溶于100 mL甲醇中配制；36種脂肪酸甲酯混標標準品購自美國AccuStandard公司；十一碳酸甘油三脂(純度98%)購自Sigma公司。

1.2 儀器與設備

ASE100加熱溶劑快速萃取機：美國Dionex公司，100 mL萃取池;Clarus600 型氣相色譜儀：美國PerkinElmer 公司，附FID 檢測器；毛細管色譜柱：HP-88，100 m×0.25 mm×0.20 μm。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品處理 樣品粉碎，依照脂肪的含量稱取樣品，保證提取出的油脂量達到0.3 mL以上，根據樣品的水分含量添加適量的硅藻土干燥，用研缽研磨充分(樣品碾壓破碎)。具體取樣量根據樣品中水分和脂肪的含量決定。本研究表明：樣品中水分的含量大于80%時，樣品的取樣量與硅藻土質量一致；水分在60%～80%時，硅藻土的取樣量為樣品質量的80%；水分在60%以下，硅藻土的取樣量為樣品質量的50%。

研磨好的樣品放入快速萃取儀萃取，獲得試樣溶液。將試樣溶液置于雞心瓶中旋轉蒸發至近干(避免油脂過多粘黏在雞心瓶內)后，放入烘箱(125 ℃)中烘1 h，轉移至離心管中，1 000 r/min離心5 min，吸取上清液，待用。

準確稱取試樣上清液0.3 mL置于離心管中，加入石油醚與苯(1∶1)混合溶液2 mL，混勻后，加入2 mL氫氧化鉀-甲醇溶液，混勻，靜置30 min，最后加蒸餾水3 mL，旋渦振蕩1 min，1 000 r/min離心10 min。取上清液1～2 mL過0.45 μm濾膜，供氣相色譜分析。

1.3.2 萃取條件 溶劑：正己烷-丙酮(4∶1)，溫度125 ℃，靜態萃取時間：5 min，沖洗體積：100%，吹掃時間：60 s，靜態萃取循環次數：3。

1.3.3 氣相色譜分析條件 程序升溫：120 ℃保持1 min，以10 ℃/min 升至175 ℃并保持10 min，以5 ℃/min 升至210 ℃并保持5 min，再以5 ℃/min升至230 ℃保持25 min；進樣口溫度250 ℃，恒流模式，流量1.0 mL/min；分流比100∶1；檢測器溫度 300 ℃。

1.4 鑒別方法

按照上述實驗方法測定了不同肉制品的脂肪酸主要成分，采用面積歸一化法結合內標對其進行定量，選取較為穩定的35種主要特征脂肪酸，結合特征圖譜，最終確定可用于鑒別豬源性成分的8種脂肪酸，從而建立了基于脂肪酸差異的豬源性成分鑒別方法。

2 結果與討論

脂肪酸主要來源于植物油和動物油以及相關衍生類產品，不同的動植物脂肪酸種類及含量不同，肉制品中常含有多種油脂，混合油脂對基于脂肪酸的豬源性成分鑒別的干擾極大，實驗研究了幾種常見動植物油的脂肪酸。

研究表明各類油脂的脂肪酸都有穩定的特征圖譜，而植物油的特征圖譜與動物油有較大的區別，植物油脂所含脂肪酸種類比動物油脂少，大多數植物油脂含有5～10種脂肪酸，很少含有奇數、支鏈或低于16個碳原子的不飽和脂肪酸，而動物油脂可能含有10～40種脂肪酸[7-8]。圖1為混標樣品的色譜圖；各類油脂所含的脂肪酸含量各異，部分油脂中脂肪酸的色譜圖見圖2。

圖1 脂肪酸甲酯標準色譜圖Fig.1 Chromatogram of fatty acid methyl ester standard the numbers denoted were the same as those in Table 1

2.1 不同油中脂肪酸的特征圖譜分析

肉中的脂肪酸在不同加工條件下會有變化，肉中不同部位脂肪酸也會發生變化，但大部分脂肪酸是穩定不變的，不同品種豬肌肉的脂肪酸差別較小[9-10]，不同部位豬肉肌間和皮下脂肪酸組成均無顯著性差異[11-12]。

對各類樣品分別進行20份樣品的取樣、分析、統計，比較了不同樣品中36種常見脂肪酸的區別，比較了同一類肉樣品在不同加工條件下不同部位的脂肪酸含量，當置信度在95%的范圍內，不同油脂的脂肪酸組成及相對含量不同，部分樣品的脂肪酸含量范圍見表1。

表1 豬肉、牛肉、羊肉、雞肉、熟豬肉、熟牛肉中脂肪酸的相對含量范圍(%)

(續表1)

NumberCompoundPork(豬肉)Cookedpork(熟豬肉)Beef(牛肉)Cookedbeef(熟牛肉)Mutton(羊肉)Chicken(雞肉)12C16∶1n7(棕櫚油酸)11～288265～394139～398299～326133～198488～58213C17∶0(十七碳酸)035～055024～08107～14508～14175～503012～02114C17∶1N7(十七碳-烯酸)01～10018～049034～0505～075101～139009～01215C18∶0(硬脂酸)120～15661105～16281961～33381528～19451801～2348618～131216C18∶1n9t(反式油酸)ND～008ND～01ND273～336ND～007ND17C18∶1n9c(油酸)3580～3901273～46532488～36673646～41013151～34153912～424318C18∶2n6t(反式亞油酸)002～01ND～021ND020～022ND～001ND19C18∶2n6c(亞油酸)945～1600611～924127～145159～335140～215816～143320C20∶0(花生酸)005～105ND～027ND～027002～017ND～022ND～01121C18∶2n6(R?亞麻酸)NDNDNDNDNDND22C18∶3n3(亞麻酸)045～075ND～254025～077022～075086～136073～09923C20∶1(順?11?二十五碳-烯酸)ND～062018～075007～030NDND～102ND～05224C21∶0(二十一碳酸)ND～099NDND～002ND～014ND～013ND～00225C20∶2(二十碳二烯酸)043～065025～048ND～001NDNDND～00126C22∶0(二十二碳酸)ND～030001～002ND002～013NDND27C20∶3n6(順?二十碳三烯酸)006～030006～02NDNDND004～01828C20∶3n3(二十碳三烯酸)005～021005～017NDNDNDND29C22∶1n9(芥酸)ND～056003～012ND012～015ND～024016～02130C23∶0(二十三碳酸)NDND～001NDND～002NDND31C22∶2n6(二十二碳二烯酸)ND～066ND～002ND～012NDNDND～02232C20∶5n3(二十碳五烯酸)NDNDNDNDNDND33C24∶0(二十四碳酸)001～050ND～001ND～004002ND～004ND～01334C20∶4n6(花生四烯酸)NDNDNDNDNDND34C24∶1n9(二十四碳一烯酸)NDNDNDNDNDND35C22∶6n3(二十二碳酸六烯酸甲醇)NDNDNDNDNDND

ND：the relative content of fatty acids was lower than 0.01% or not detected

研究表明，不同肉類的氣相色譜指紋圖譜相似度較高,可以作為研究肉制品中油脂脂肪酸的指標。其中，乙酸(C6∶0)、癸酸(C10∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)、十五碳酸(C15∶0)、棕櫚酸(C16∶0)、棕櫚油酸(C16∶1n7)、十七碳酸(C17∶0)、十七碳-烯酸(C17∶1N7)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1n9c)、亞油酸(C18∶2n6c)、反式亞油酸(C18∶2n6t)、花生酸(C20∶0)、順-11-二十五碳-烯酸(C20∶1)、二十碳二烯酸(C20∶2)、芥酸(C22∶1n9)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、順-二十碳三烯酸(C20∶3n6)共18種脂肪酸反映了肉中脂肪酸的主要特征，不同油脂中差異性明顯，能特征性地區分不同肉類樣品，可以作為穩定的特征指紋圖譜參考指標。

2.2 不同油中脂肪酸的差異性分析

常見油脂的脂肪酸結果分析表明：除了油脂特征指紋圖譜不同以外，部分脂肪酸差異性極其明顯，但肉制品中可能同時含有多種油脂，僅通過特征指紋圖譜有時難以鑒別。而通過對一些具有獨特差異性的脂肪酸進行分析，可以確定肉制品中含有的油脂種類。

2.2.1 動物油中豬肉與其它油的區別分析 對常見動物油脂的研究顯示：豬肉與其它動物油的部分脂肪酸具有明顯差異性(見表2)，主要體現為反式亞油酸(C18∶2n6t)、順-二十碳三烯酸(C20∶3n6)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、二十碳二烯酸(C20∶2)的含量差異。

研究表明：除雞肉以外，其它油均檢出反式亞油酸，但反式亞油酸在油的加工過程中也能夠產生[13]，比如油炸，深度油炸均可極顯著地提高大豆油中反式亞油酸的含量[14-15]。二十碳三烯酸(C20∶3n3)僅豬肉含有,其含量在0.05%～2.1%范圍內；二十碳三烯酸(C20∶3n6)僅在豬肉及雞肉中檢出，二者含量相近，在0.06%～0.30%之間；二十碳二烯酸(C20∶2)在豬肉中含量較大，在0.25%～0.65之間。豬肉中二十碳二烯酸(C20∶2)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、順-二十碳三烯酸(C20∶3n6)的比例為(20～5)∶(1～4)∶(1～2)。單獨比較肉制品中豬肉的脂肪酸含量易受其他油脂的脂肪酸的干擾，通過比較這3種脂肪酸的比例可以排除干擾。

表2 不同動物油差異明顯的脂肪酸的相對含量分析(%)

the results are expressed as(mean+standard error),the data are the results of three repeated measurement;ND：no detected

2.2.2 動物油與植物油脂肪酸差異性分析 對常見植物油脂、動物油脂的脂肪酸分析結果顯示，動物的飽和脂肪酸含量遠大于植物的飽和脂肪酸，動物油脂的脂肪酸種類遠遠大于植物油，其中下述5種脂肪酸差異明顯。動物油中檢出乙酸(C6∶0)、癸酸(C10∶0)、十五碳酸(C15∶0)，植物油中未檢出；動物油中硬脂酸(C18∶0)均≥6%，而植物油中硬脂酸(C18∶0)均≤6%；植物油中十七碳酸(C17∶0)≤0.1%(除了橄欖油≤0.4%)，而動物油中明顯≥0.1。

反式亞油酸(C18∶2n6t)、順-二十碳三烯酸(C20∶3n6)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、二十碳二烯酸(C20∶2)在豬肉與其它動物油中的差異性明顯，具體含量范圍見表2，而植物油中這3種脂肪酸含量極小且比例不同，不影響豬肉判別。

2.3 肉制品含有豬源性成分的判別

不同種類的油脂脂肪酸組分和含量不同，但混合后脂肪酸的含量變化很大，利用特征圖譜難以判斷是否含有某種特定的油脂。而脂肪酸的差異性為判別脂肪酸提供了重要依據。

研究顯示，對于豬肉、羊肉、牛肉、雞肉而言，上述36種脂肪酸基本占據了各自樣品中全部脂肪酸的90%以上。各種脂肪酸占全部脂肪酸的百分比可以作為判別指標，誤差在可控范圍內。選取常見肉制品以及油脂的樣品進行研究，其中8,9,11,13為混合樣品：8混合油(大豆油、菜籽油，橄欖油、葵花籽油)，9混合油(豬、羊、大豆油)，11混合油(豬、牛、羊)，13混合油(牛、羊、菜籽油)。樣品測試結果見表3。結果表明，通過8種脂肪酸區別可以判別肉制品中是否含有豬源性成分。

表3 不同油脂脂肪酸區別比較(%)

1.lambrolls(羊肉卷)，2.beef ham(牛肉火腿)，3.roast chicken(烤雞)，4.stewed pork(醬豬肉)，5.soybean oil(大豆油),6.olive oil(橄欖油),7.sunflower oil(葵花籽油)，8,9,11,13.mixed oil(混合油);the results are expressed as(mean+standard error),the data are the results of the three repeated measurement;ND:no detected

按照上述實驗方法測定肉制品中的主要脂肪酸成分，并對不同肉制品所含的脂肪酸進行對比，確定豬源性成分的判定方法如下：

①對照特征指紋圖譜進行初步鑒別，對于只含有1種油脂的肉制品可直接判別。②含有多種油脂的肉制品可以通過5個特征脂肪酸(已酸(C6∶0)、癸酸(C10∶0)，十七碳酸(C17∶0)、硬脂酸(C18∶0)、十五碳酸(C15∶0))判斷是否含有動物油。

③如果含有動物油，利用3個特征脂肪酸(二十碳二烯酸(C20∶2)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、順-二十碳三烯酸(C20∶3n6))判斷是否含有豬源性成分。豬肉的脂肪酸特征主要體現在：0.65%≥二十碳二烯酸(C20∶2)≥0.25%，0.05%≤二十碳三烯酸(C20∶3n3)≤2.1%，0.06%≤順-二十碳三烯酸(C20∶3n6)≤0.30%；此外，豬肉中二十碳二烯酸(C20∶2)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、順-二十碳三烯酸(C20∶3n6)的比例為(20～5)∶(1～4)∶(1～2)，結合3種脂肪酸的含量和比例以及與其他脂肪酸的區別可以判別是否含有豬源性成分。

受樣品的種類所限，上述特征不能完全反映現實需要，非常見樣品的特征研究有待進一步探討。

2.4 樣品測試

依據本文建立的鑒別方法，對市場上的19份盲樣進行檢測，這些樣品包含了植物油和豬牛羊雞的肉制品，肉制品中不同油脂的混合比例未知。檢測結果正確率達到90%以上，表明利用8種特征脂肪酸的含量以及比例可以判別樣品中是否含豬源性成分。

3 結 論

本文建立了肉制品脂肪酸快速穩定的分析方法，根據脂肪酸在不同肉類中的比例，對比了不同食用油脂之間的變化差異。初步研究結果表明，在特征指紋圖譜的基礎上分析各類油脂的脂肪酸的差異性，可以確定肉制品中是否含有豬源性成分。該方法不僅可以實現肉制品中豬源性成分的鑒別，還可用于肉的摻假檢測。方法操作簡單、樣品量少、速度快，在豬肉篩查中具有一定的應用前景。

[1] Yao Y P,Li C G,Liu H L,Liu C Y,Shi Z,Gao X Y.Chin.Oil(姚云平,李昌模,劉慧琳,劉春艷,石貞,高曉瑜.中國油脂),2012,37(7):51-54.

[2] Wang K Q.TraceabilityTechniqueStudyonOrganicPorkBasedonFattyAcidandCharacteristicMarkersRelatedon1H-NMR.The Chinese Academy of Agriculture Sciences(王凱強.基于脂肪酸及1H-NMR特征標志物的有機豬肉溯源技術研究.中國農業科學院),2015.

[3] Sheng L H,Huang Z,Ma K,Li X Q,Wang J.Chin.oil(盛靈慧，黃崢，馬康，李秀琴，王晶.中國油脂),2013,38(12):36-41.

[4] Mellado-González T,Narváez-Rivas M,Alcalde M J，Cano T,León-Camacho M.Talanta,2009,77(5):1603-1608.

[5] Guo L X，Xu X M，Yuan J P，Wu C F，Wang J H.J.OilFatInd.,2010,87(8):839-848.

[6] Jing Y C,Fan L,Yang G L,Huo Q G,Zhang X X,Hu L Q,He L J.J.HenanUniv.Technol.:Nat.Sci.(井銀成，范璐，楊國龍，霍權恭，張欣欣，胡樂乾，何麗君.河南工業大學學報：自然科學版),2011,32(6):40-44.

[7] Zhu T H,Fan L,Qian X M,Wang Y,Jing Y C.Chin.Oil(朱桃花，范璐，錢向明，王艷，井銀成.中國油脂),2011,36(5):59-63.

[8] Cui K,Ding X,Lin X G,Dai J.Chin.J.Chromatogr.(崔凱,丁霄,霖肖剛,戴軍.色譜),1997(6):470-473.

[9] Wu M Y,Cao C X,Zhang L,Xiao T F.J.FujianAgric.ForestryUniv.(吳妹英,曹長賢,張力,肖天放.福建農林大學學報：自然科學版),2009,38(2):166-170.

[10] Huang Y Z,Li H J,Qin G,Wang T.Sci.Technol.FoodInd.(黃業傳,李洪軍,秦剛,王庭.食品工業科技),2012,(1):159-163.

[11] Huo X N,Li X M,Li H Q,Nan Q Y,Du Y.FoodSci.Technol.(霍曉娜,李興民,李海芹,南慶賢，杜艷.食品科技),2005,(12):26-30.

[12] Andrés A I,Cava R,Mayoral A I,Tejeda J F，Morcuende D.MeatSci.,2001,59(1):39-47.

[13] Cai M Y,Sun F L,Yuan X H.FoodandMachinery(蔡妙顏,孫鳳玲,袁向華.糧油加工與食品機械),2004,(11):51-53.

[14] Hou J C,Jiang L Z,Wang F,Zhang C W.J.Chin.CerealsOilsAssoc.(侯俊財,江連洲,王芳,張春偉.中國糧油學報),2012,1(1):62-65.

[15] Tsuzuki W,Matsuoka A,Ushida K.FoodChem.,2010,123(4):976-982.

Research on Identification Method of Pig-derived Conponents in Meat Products based on Difference in Fatty Acid

MA Ling-fei1,2，ZHOU Wei1,2，ZHANG Ya-heng2，LEI Chun-ni2，ZHOU Xiao-ping1,2*

(1.College of Geography and Environmental Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730010,China；2.Central Laboratory of Technical Center of Gansu Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Lanzhou 730010,China)

A technique for the analysis of the meat fatty acid was established,and through the analysis of the content,type and characteristic fragment fingerprint of the fatty acid,the identification method of the pig-derived conponents based on differences of fatty acids were realized.A large number of meat products were determined by gas chromatography(GC),and 35 kinds of fatty acids were identified by retention time and mass spectrometry.The differences of different fatty acids were determined by selecting 18 kinds of the fatty acids which are more stable for statistical analysis.Combined with feature maps,8 kinds of fatty acids were used in the identification of pig-derived conponents in meat.According to this method,it can be determined whether the meat products contain pig-derived conponents.This method is simple,rapid,low cost and high discriminable,and has a certain application prospect in the identification of pork.

fatty acid;pork;identification；gas chromatography(GC)

2016-03-02；

2016-04-29

國家自然科學基金資助項目(KY201501005);甘肅檢驗檢疫局科研項目(201310071)

10.3969/j.issn.1004-4957.2016.10.013

O657.71;O625.323

A

1004-4957(2016)10-1295-06

*通訊作者：周小平，高級工程師，研究方向：食品安全檢測，Tel:0931-8513950，E-mail:zhxp1123@163.com