兩種色譜柱分離37種脂肪酸組分研究

鄒燕娣，包李林，周青燕，熊巍林，張謙益，周雙全

(道道全糧油股份有限公司 規劃發展研究院質量管理中心，湖南 岳陽 414000)

隨著現代生活水平的提高，人們對飲食越來越重視，食用植物油作為日常生活中的必需品，其品質和營養價值也日益受關注[1-3]。植物油中組分較復雜，從四碳酸到二十二碳酸的碳鏈長度，共有37種脂肪酸。亞油酸和亞麻酸是人體必需的脂肪酸，具有防止血液中膽固醇的增加和沉積、軟化血管、防止高血壓和心血管疾病等功能[4-11]。在不飽和脂肪酸中，按照幾何異構體的不同可分為順式和反式脂肪酸；按照第一個雙鍵距離甲基端數目的差異主要有n-3、n-6和n-9系脂肪酸。順式結構的油酸或亞油酸容易被人體吸收，可軟化人體血管，而反式結構的不被人體吸收，且長期食用會對人體血管產生不良影響，因而有必要對順式和反式結構的脂肪酸組分進行測定，以判定油脂的品質[12-13]。目前，國標或文獻資料主要采用氣相色譜結合100 m的強極性柱分離37種脂肪酸組分，但并沒有就37種脂肪酸組分的分離條件進行詳細研究，比如標樣質量濃度、分流比、色譜柱流速或程序升溫；且30 m的強極性柱是否能應用于油樣中37種脂肪酸組分的分離也沒有相關或具體的研究[14-15]。據了解100 m的色譜柱價格將近10 000元，而30 m的色譜柱只需要3 000多元，成本較低。本試驗研究兩種常用的強極性色譜柱(CD-2560和DB-WAX)分離37種脂肪酸混合標樣和植物油，探索最佳分離條件，為測定植物油中各種脂肪酸組分提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料與試劑

37種脂肪酸甲酯混標(10 mg/mL，1 mL)分別為C4∶0、C6∶0、C8∶0、C10∶0、C11∶0、C12∶0、C13∶0、C14∶0、C14∶1、C15∶0、C15∶1、C16∶0、C16∶1、C17∶0、C17∶1、C18∶0、C18∶1n9t、C18∶1n9c、C18∶2n6t、C18∶2n6c、C20∶0、C18∶3n6、C20∶1、C18∶3n3、C21∶0、C20∶2、C22∶0、C20∶3n6、C22∶1n9、C20∶3n3、C20∶4n6、C23∶0、C22∶2、C24∶0、C20∶5n3、C24∶1、C22∶6n3，上海安譜；異辛烷，色譜純；氫氧化鉀，分析純；甲醇，色譜純，Sigma公司；超純水；0.5 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液；四級菜籽油、大豆油、一級葵花籽油、芝麻油、玉米油，公司自給。

1.1.2 儀器與設備

7890B安捷倫高效氣相色譜儀；CD-2560色譜柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm)；DB-WAX色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。

1.2 試驗方法

1.2.1 標準溶液的配制

將37種脂肪酸甲酯混標用異辛烷稀釋至10 mL，質量濃度為1 mg/mL，于-20℃保存。

1.2.2 樣品前處理

稱取油樣約0.05 g至10 mL具塞比色管中，加入4 mL異辛烷，搖勻，然后加入1 mL 0.5 mol/L氫氧化鉀-甲醇溶液，置于旋轉混勻器上于1 500 r/min 旋轉2 min，加入1 mL超純水，繼續旋轉1 min，靜置分層后，取上層清液待測。

1.2.3 氣相色譜分析條件

進樣口溫度280℃；檢測器溫度290℃；隔墊吹掃流量3 mL/min；載氣為氮氣，純度0.999 99；空氣純度0.999 99；氫氣由氫氣發生器制備；進樣量1 μL。

2 結果與分析

2.1 CD-2560色譜柱色譜條件的探討

2.1.1 色譜柱流速的影響

固定混標質量濃度為1 mg/mL，分流比為 70∶1，程序升溫為100℃保持5 min，以3℃/min速率上升至230℃,保持30 min，色譜柱流速分別設定為0.7、0.6、0.55、0.5、0.45 mL/min。結果發現：當流速為0.7 mL/min時，37種組分中C24∶0和C20∶5n3的峰分不開；當流速為0.6、0.55、0.5 mL/min時，37種脂肪酸分離度均良好；當流速為0.45mL/min 時，37種組分中C23∶0和C20∶4n6的峰分離度差。本試驗選擇色譜柱流速為0.55 mL/min，其氣相色譜圖如1所示。

注：1.C4∶0；2.C6∶0；3.C8∶0；4.C10∶0；5.C11∶0；6.C12∶0；7.C13∶0；8.C14∶0；9.C14∶1；10.C15∶0；11.C15∶1；12.C16∶0；13.C16∶1；14.C17∶0；15.C17∶1；16.C18∶0；17.C18∶1n9t；18.C18∶1n9c；19.C18∶2n6t；20.C18∶2n6c；21.C20∶0；22.C18∶3n6；23.C20∶1；24.C18∶3n3；25.C21∶0；26.C20∶2；27.C22∶0；28.C20∶3n6；29.C22∶1n9；30.C20∶3n3；31.C20∶4n6；32.C23∶0；33.C22∶2；34.C24∶0；35.C20∶5n3；36.C24∶1；37.C22∶6n3。

圖1 CD-2560色譜柱流速為0.55 mL/min時37種脂肪酸組分氣相色譜圖

2.1.2 分流比的影響

固定混標質量濃度為1 mg/mL，色譜柱流速為0.55 mL/min，程序升溫為100℃保持5 min，以3℃/min速率上升至230℃，保持30 min，分流比分別設為10∶1、30∶1、50∶1、60∶1、70∶1。試驗結果表明：當分流比為10∶1～70∶1時，37種脂肪酸甲酯組分均能完全分離。考慮到分流比太小，會因油樣中的油酸和亞油酸濃度過大，導致C18∶1n9t和C18∶1n9c、C18∶2n6t和C18∶2n6c這兩組峰分離效果不佳，但是分流比太大，也會使得油樣中一些微量組分未能檢測出來，如C24∶0、C24∶1等。綜合考慮，本試驗選擇分流比為70∶1。

2.1.3 程序升溫的影響

固定混標質量濃度為1 mg/mL，色譜柱流速為0.55 mL/min，分流比為70∶1，分別設定程序升溫：程序升溫①，100℃保持5 min，以3℃/min速率上升至230℃，保持30 min；程序升溫②，130℃保持5 min，以3℃/min速率上升至230℃，保持30 min；程序升溫③，100℃保持13 min，以10℃/min速率上升至180℃，保持6 min，以1℃/min速率上升至200℃，保持20 min，以4℃/min速率上升至230℃，保持30 min。

試驗結果表明：當采用程序升溫①和②時，37種脂肪酸組分分離良好，但是采用程序升溫①時，C4∶0分離效果比程序升溫②佳；當采用程序升溫③時，只能分離35種脂肪酸，其中C24∶0和C20∶5n3分不開。因此，本試驗采用程序升溫①。

2.2 DB-WAX色譜柱色譜條件的探討

試驗結果表明，色譜柱DB-WAX的最佳分離條件為：混標質量濃度1 mg/mL，色譜柱流速0.55 mL/min，分流比70∶1，程序升溫為100℃保持5 min，以3℃/min速率上升至230℃，保持50 min。其最佳分離效果如圖2所示。

注：1.C4∶0；2.C6∶0；3.C8∶0；4.C10∶0；5.C11∶0；6.C12∶0；7.C13∶0；8.C14∶0；9.C14∶1；10.C15∶0；11.C15∶1；12.C16∶0；13.C16∶1；14.C17∶0；15.C17∶1；16.C18∶0；17.C18∶1n9c、C18∶1n9t；18.C18∶2n6c、C18∶2n6t；19.C18∶3n6；20.C18∶3n3；21.C20∶0；22.C20∶1；23.C20∶2；24.C21∶0；25.C20∶3n6；26.C20∶3n3；27.C20∶4n6；28.C22∶0；29.C22∶1n9；30.C22∶2；31.C23∶0；32.C24∶0；33.C24∶1；34.C20∶5n3；35.C22∶6n3。

圖2 DB-WAX色譜柱分離37種脂肪酸組分最佳氣相色譜圖

將四級菜籽油分別采用CD-2560色譜柱和DB-WAX色譜柱測定其脂肪酸組成。根據CD-2560色譜柱測定37種脂肪酸標樣組分出峰順序，得出四級菜籽油各組分含量和名稱，再將其與DB-WAX色譜柱測定的四級菜籽油色譜圖進行比較，將含量幾乎一致的命為同一種物質，得出各種組分含量和名稱，如圖3所示。

由圖2可知，C18∶1n9c、C18∶1n9t和C18∶2n6c、C18∶2n6t，這兩組同分異構體并沒有分離，但是四級菜籽油樣中的卻能分離(圖3)，具體原因有待研究。綜上所述，DB-WAX色譜柱可用于37種脂肪酸組分的測定。

2.3 樣品的測定

分別采用CD-2560色譜柱和DB-WAX色譜柱對四級菜籽油、芝麻油、一級葵花籽油、大豆油、玉米油5種油樣進行脂肪酸組成測定，結果見表1。

從表1可知，CD-2560色譜柱和DB-WAX色譜柱對油樣中脂肪酸組成及含量測定結果幾乎一致，說明兩者的分離效果相當。四級菜籽油中不飽和脂肪酸含量最高，達92.56%，飽和脂肪酸含量為6.76%，其余4種植物油的不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸含量相差不大，分別約為83%和15%。

注：1.C14∶0；2.C15∶0；3.C16∶0；4.C17∶0；5.C17∶1；6.C18∶0；7.C18∶1n9c；8.C18∶1n9t；9.C18∶2n6c；10.C18∶2n6t；11.C18∶3n6；12.C18∶3n3；13.C20∶0；14、15.C20∶1；16.C20∶2；17.C21∶0；18.C20∶4n6；19.C22∶0；20、21.C22∶1n9；22.C23∶0；23.C24∶0；24.C24∶1。

圖3 DB-WAX色譜柱分離四級菜籽油脂肪酸組成氣相色譜圖

續表1%

脂肪酸DB-WAX色譜柱CD-2560色譜柱四級菜籽油一級葵花籽油芝麻油玉米油大豆油四級菜籽油一級葵花籽油芝麻油玉米油大豆油C20∶3n6- - - - - - - - - - C21∶0- - - - 0.030- 0.028- - 0.270C22∶00.5100.3900.1800.1500.3700.4900.3800.1600.1100.360C22∶1n921.1900.2500.2700.3700.26020.3400.0300.0300.2400.250C22∶20.2700.1500.2300.0700.1900.250- 0.0500.0680.190C23∶0- 0.070- - 0.066- 0.130- - 0.065C24∶00.1900.1300.1000.1300.0960.2100.0800.1100.1400.095C24∶10.5800.0200.0100.0510.5500.0200.0100.0600.052C20∶4n6- - - - - - - - - - C20∶5n3- - 0.150- 0.069- 0.160- - 0.068C22∶6n3- - - - 0.370- - - - 0.370飽和脂肪酸6.76015.10015.17013.78015.3006.87015.56015.33014.34015.890不飽和脂肪酸92.56082.72083.83085.67083.06091.63083.93083.14085.24085.460

3 結 論

分別采用CD-2560色譜柱和DB-WAX色譜柱對37種脂肪酸標樣和油樣進行脂肪酸分離。CD-2560色譜柱和DB-WAX型色譜柱最佳分離條件為：混標質量濃度1 mg/mL，柱流速0.55 mL/min，分流比70∶1，程序升溫為100℃保持5 min，以3℃/min速率上升至230℃(CD-2560色譜柱保持30 min，DB-WAX色譜柱保持50 min)。采用這兩種色譜柱用于5種油樣中脂肪酸組分含量的測定，分離效果幾乎一致，說明CD-2560色譜柱和DB-WAX色譜柱均能較好地應用于植物油中37種脂肪酸組成的測定。