氣質聯用儀測定食品中16種反式脂肪酸方法的研究

◎ 許蕤竹，虞太六

（上海華測品標檢測技術有限公司，上海 201114）

食品中的脂肪酸可分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸兩大類，不飽和脂肪酸由于含有雙鍵，存在順反異構體。反芻動物的油脂中含有天然反式脂肪酸，油脂的氫化加工過程也會產生反式脂肪酸。過量攝入反式脂肪酸會對人體產生很大的危害，眾多研究表明，反式脂肪酸可能會引發冠心病、形成血栓、導致肥胖、引發糖尿病等，還會影響嬰幼兒的生長發育。美國、丹麥等國家要求在食品標簽上標注反式脂肪酸的含量[1]，中國香港也把反式脂肪酸作為核心營養素標注在食品包裝上。《食品安全國家標準 預包裝食品營養標簽通則》（GB 28050—2011）中規定配料中含有氫化油、部分氫化油的產品，如人造奶油、植脂末、起酥油等，應標示反式脂肪酸含量。

目前國標中反式脂肪酸的檢測標準主要是《食品安全國家標準 食品中反式脂肪酸的測定》（GB 5009.257—2016），該標準中規定了氣相色譜法測試C16:1t-C22:1t等16種反式脂肪酸的方法。然而，脂肪酸的種類非常多，多種脂肪酸因結構近似，在色譜分析中保留時間相近或不能被分離，導致定性困難和定量不準確[2]。氣質聯用儀的應用將會很好地解決上述問題，通過色譜保留時間和質譜特征離子雙重分析，即使在分離度不理想時也能夠更加準確地定性和定量。氣質聯用儀測定反式脂肪酸的應用已有許多報道，但能夠同時測定16種常見反式脂肪酸方法的研究很少見。本實驗擬采用氣質聯用儀同時測定含動植物油脂的食品中16種反式脂肪酸，對前處理方法、儀器條件進行優化，建立一種數據準確可靠、操作簡便、適用范圍廣的反式脂肪酸測定方法，作為對國標方法的補充。

1 材料與方法

1.1 試劑

鹽酸（HCL）：分析純；乙醚（C2H10O）：分析純；石油醚：沸程30～60 ℃；無水乙醇（C2H6O）：色譜純；氫氧化鉀-甲醇溶液：2 mol·L-1；異辛烷（C8H18）：色譜純；硫酸氫鈉（NaHSO4）：分析純。

1.2 儀器

氣質聯用儀：（Agilent 7890A-5975C），配自動進樣器；恒溫水浴鍋；旋轉蒸發儀；分析天平：感量0.001 g和0.000 1 g；離心機；渦旋振蕩器。

1.3 標準品

16種反式脂肪酸甲酯混標（TMRM）見表1。

1.4 實驗方法

1.4.1 食品中脂肪的提取和測定

稱取待檢測樣品2～5 g（精確至0.001 g），置于100 mL具塞比色中，加入5～10 mL水充分混合，再加入8 mL鹽酸，混勻。將比色管放入70 ℃水浴鍋中，每隔10 min振搖一次，大約50 min試樣完全水解，取出比色管，再加入10 mL乙醇混合，放置冷卻。待溫度降至室溫后，往比色管中加入25 mL石油醚-乙醚溶液（1∶1，體積比），蓋塞后充分振搖萃取，靜置分層后，吸出上層有機相，置于100 mL具塞量筒中。往比色管中再加入25 mL石油醚-乙醚溶液（1∶1，體積比），按照前述萃取方法，重復再提取兩次，合并有機相，用乙醚定容。精準移取50 mL有機相于蒸發皿中，50 ℃水浴蒸干，置于100 ℃下恒重，計算食品中的脂肪含量；剩余50 mL有機相經旋轉蒸發掉溶劑后，得到的脂肪用于后續測試。

1.4.2 制備反式脂肪酸甲酯

稱取50 mg脂肪，置于10 mL具塞比色管中，加入5 mL異辛烷溶解脂肪，再加入1 mL氫氧化鉀-甲醇溶液（2 mol·L-1），渦旋混合均勻，放置反應約1 h，至比色管內液體澄清。往比色管中加入2 g硫酸氫鈉，用來中和過量的氫氧化鉀，用渦旋振蕩器混合均勻，5 000 r·min-1離心10 min，取上清液用0.45 μm濾膜過濾，收集至進樣瓶中，進氣質聯用儀測定。

1.4.3 儀器條件

（1）色譜條件。采用毛細管色譜柱SP-2560（聚二氰丙基硅氧烷）：100 m×0.25 mm×0.2 μm；載氣流速：1.0 mL·min-1；進樣口溫度：260 ℃；程序升溫：初始140 ℃（5 mim），以2 ℃·min-1升至230 ℃（20 min）；進樣量：1 μL；分流比：20∶1。

（2）質譜條件[3]。電離方式：電子轟擊（EI源）；電子能量：70 eV；離子源溫度：200 ℃；四極桿溫度：150 ℃；選擇離子監測模式；溶劑延遲時間10 min。

（3）定量方法。面積歸一化法。

2 結果與分析

2.1 脂肪測定前處理方法的選擇

食品中常用的脂肪測定方法有酸水解法和索氏提取法[4]，酸水解法適用于大部分食品中脂肪的測定，索氏提取法不適用于結合態脂肪的測定。采用兩種方法同時對脂肪標準樣品進行測試，結果均在證書上給定的標準值范圍內。比較兩個方法的測定過程，索氏提取法耗時較長，所用試劑較多，且受限于設備，無法同時測定多個樣品。綜合考慮適用范圍和測試成本、效率，本研究選用酸水解法來提取和測定食品中的脂肪含量。

2.2 甲酯化方法選擇

脂肪酸屬于高沸點物質，在色譜分析中需要將脂肪酸甲酯化，降低沸點，再進行儀器分析。常用的脂肪酸甲酯化方法有三氟化硼-甲醇法、氫氧化鉀-甲醇法、濃硫酸-甲醇法等。三氟化硼-甲醇法和濃硫酸-甲醇法均需要在高溫下冷凝回流，測試過程復雜，測試時間長，且三氟化硼有一定的毒性，濃硫酸也有很強的腐蝕性，操作危險系數較大。相比之下，氫氧化鉀-甲醇法在常溫下即可反應，操作簡單、快速，危險性也較小。從反應效率角度分析，李培武等[5]研究發現三氟化硼-甲醇法和濃硫酸-甲醇法的酯化效率更高，更適合于絕對含量的測定，而氫氧化鉀-甲醇法適合于相對含量的測定。本研究采用面積歸一化法進行定量計算，所以更適合選用操作簡便的氫氧化鉀-甲醇法來制備脂肪酸甲酯。

2.3 色譜條件優化

SP-2560和HB-88同為脂肪酸測定專用柱，兩種色譜柱均為強極性柱，對脂肪酸甲酯都有很好的分離度。本研究分別采用這兩種色譜柱來分析16種反式脂肪酸甲酯標準溶液，通過不斷嘗試和調整升溫程序，發現SP-2560對幾種C18:3的反式脂肪酸的分離略優于HB-88，所以最終選擇色譜柱為SP-2560。

2.4 定量、定性離子的選擇

本研究先通過對16種反式脂肪酸甲酯標準溶液進行分析，通過全掃描來得到總離子流圖，再根據保留時間和質譜特征確定定量、定性離子。定量、定性離子的選擇結果與林麒等[6]的研究一致。各種反式脂肪酸甲酯的保留時間以及定量、定性離子見表2。

表2 各種反式脂肪酸甲酯的保留時間以及定量、定性離子表

2.5 定量方法選擇

反式脂肪酸檢測中的常用定量方法有外標法、內標法和面積歸一化法等[7]。內標法和外標法適用于計算反式脂肪酸的絕對含量，面積歸一化法是計算反式脂肪酸的相對含量，再利用食品中脂肪的含量數據來折算出食品中反式脂肪酸的含量。受限于反式脂肪酸的分離度等原因，內標法和外標法計算都會產生更大的誤差。所以本研究采用面積歸一化法進行檢測結果的計算。

2.6 回收率以及精密度實驗

以目標峰達到3倍信噪比的濃度來計算檢出限，該方法的檢出限為0.01%（以脂肪計）。通過空白基質3水平（10 mg·kg-1、50 mg·kg-1、100 mg·kg-1）6平行的加標實驗，得到方法的回收率在81%～108%，RSD為3.1%～11.4%，見表3。該方法準確可靠，方法的回收率和RSD均符合《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》（GB/T 27404—2008）規定的檢驗方法確認要求。

表3 回收率以及精密度試驗結果表

3 結論

本研究利用氣質聯用法對食品中16種反式脂肪酸進行檢測，通過對比實驗，選擇用酸水解法提取脂肪，用氫氧化鉀-甲醇法來制備脂肪酸甲酯，同時優化色譜、質譜條件，并采用面積歸一化法進行計算，從而建立了一種便捷、高效的檢測方法。通過大量實驗數據分析表明，該方法準確，數據穩定。該方法為解決反式脂肪酸定性復雜這一難題提供了一種方案。