气相色谱法检测食品中反式脂肪酸的研究

杨丹青

摘 要：反式脂肪酸是食品中一种非常重要的成分，检测这种成分的化学方法也有许多种，气相色谱法是检测反式脂肪酸成分的一种常用的方法，其检测相比其他方法更加准确、方便。如果食品中反式脂肪酸含量太多时，会对人们的身体健康产生一定程度的影响，含量不同产生的伤害程度也不尽相同，然而目前我国检测反式脂肪酸技术还不是太先进，食物中含量也没有规定具体标准，所以我国还需在这方面有巨大的研究空间。本文在反式脂肪酸概念基础上，论述了气相色谱法检测方法以及反式脂肪酸的来源。

关键词：气相色谱法；反式脂肪酸；来源

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.038

1 反式脂肪酸的概念以及危害

1.1 反式脂肪酸的概念

脂肪酸是在化学中非常常见的羧酸化合物，它是由碳氢组成的烃类基团链接的羧基构成的，是一些食品中非常重要的部分，其中最常见的脂肪就是由甘油和脂肪酸两部分构成的三酰甘油酯。同时，根据不同依据可以化成不同分类，比如可以根据脂肪酸空间结构不同，分成顺式脂肪酸和反式脂肪酸两种；还可以根据其饱和程度分成单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸三种。反式脂肪酸属于非共轭不饱和脂肪酸，化学成分组合是由一个或者多个反式双键，通常反式脂肪酸比顺式脂肪酸的熔点较高，顺式油酸熔点一般大约为13℃，在室温下呈现液体，然而反式脂肪酸的熔点大约为46℃，在室温情况下呈现固体状态。反式脂肪酸有天然存在和人工制造两种形式。在人乳和牛乳中都存在天然的反式脂肪酸。同时，人工也可以制造反式脂肪酸，它是在对植物油进行氢化改性过程中产生的，成为氢化油，它可以防止脂肪酸变质而改变风味。

1.2 反式脂肪酸对人体的危害

虽然反式脂肪酸可以改变事物的口感，延长食物的保质期，但是反式脂肪酸的摄入会对人体有所伤害，尤其是对心血管的健康有着非常明显的影响，这一点已经被科学家通过对动物的试验证实，被广为接受。反式脂肪酸会使血液中低密度脂蛋白胆固醇含量增加，这一点和饱和脂肪酸的功能相似。同时还会减少高密度脂蛋白胆固醇的含量，而这种胆固醇的存在可以预防心脏病的发生，所以反式脂肪酸的摄入会导致人们患冠心病的几率增加。众所周知，饱和脂肪酸的摄入会导致心血管疾病的发生，而反式脂肪酸的摄入同样会导致这类疾病的发生，而且发病的几率大大提高。与此同时，反式脂肪酸还会增加人体血液的粘稠度，从而会导致血栓的形成。除此之外，这种类型的脂肪酸摄入过量还会诱发哮喘、肿瘤、糖尿病、过敏等病症，严重的还会引发肿瘤。不仅如此，反式脂肪酸还会影响到婴儿和青少年的生长发育。

2 反式脂肪酸在食物中的存在

反式脂肪酸存在于许多食物中，其中有一部分是在动物体内等天然食品中形成的，人体摄入以后会被吸收从而影响人体的各项机能。另外一部分是人们为了使食品更加可口，改善食品口感或者为了延长食品的保质期而有目的的炼制或者添加的。

2.1 天然食品中含有反式脂肪酸

反式脂肪酸的存在范围比较广泛，有些动物就自身就会产生反式脂肪酸。对于一些反刍的动物，比如说牛羊等常见的草食动物，他们在被饲养的时候，草料中的不饱和脂肪酸经过自身体肠腔中内特有的细菌的酶促氢化作用形成了范式不饱和脂肪酸的异构体。这些异构体存在于牛羊等动物的脂肪组织和乳制品中。当人们食用了带有这种脂肪酸的食物以后，反式脂肪酸就会被吸收集合在各个组织中去，而这样就会导致很多疾病的产生。在动物的脂肪组织中的反式脂肪酸占到了5%～10%。

2.2 氢化油脂食品中含有反式脂肪酸

在以前，许多利用油脂油炸或者烹饪出来的食物在加热过程中会产生异味，影响食物的口感，而且许多食用油脂不能存放很长时间，在制成食物之后很快就会腐败变质。随着生活水平的发展，人们对于食物的口感和食品的保质期有了更高的要求。而人们发现通过对油脂进行氢化加工不但可以增加事物的口感，让食品得到更多人的喜爱，还可以延长事物的保质期，满足了长时间的运输需求，还可以让食品更加畅销。所以这种通过氢化油脂加工食品的方式便一致被沿用下来。但是随着医学的发展人们逐渐发现这种加工食品的方式会对人体，尤其是心脑血管产生伤害。通过对油脂的脱氢处理会形成许多不同种类的反式脂肪酸。所以近些年来人们开始对反式脂肪酸的含量进行检测和控制，防止心脑血管疾病的高发。

2.3 氢化油脂食品中含有反式脂肪酸

在对油脂进行加工的过程中，为了清除植物油中所含的固体杂质、游离脂肪酸、磷脂、异味等不需要的物质，需要对油脂进行精炼从而保证其质量。油脂精炼的工序包括脱胶、脱酸、脱色、脱臭等工序。在这些工序的进行中就会产生一些反式脂肪酸。比如说在油脂进行脱臭的过程中就会产生一些反式脂肪酸。由于脱臭过程主要运用的是水蒸气蒸馏的方式，因为油脂中臭味物质的蒸汽大于甘三脂的蒸气压，所以在用蒸汽进行蒸馏的时候这些臭味物质就会被分离出来。与此同时，油脂中的其他臭味祖坟的蒸气压比脂肪酸还要高。在汽液表面的接触面商，水蒸气被挥发的臭味组分所饱和，并按照其分压的比率溢出，从而达到脱除臭味组分的目的。但是在对油脂进行脱臭时要用到蒸馏技术，这就要求将油脂在两百多度的高温中处理两个小时以上，在这个过程中会产生一些反式脂肪酸，而且这些反式脂肪酸并不会跟随脱臭的物质一起被除去，而是留在了精炼的油脂中，这也是食物中反式脂肪酸来源的一部分。

3 气相色谱检测法

3.1 原理

在食物凡是脂肪酸的检测中，目前使用的方法有红外光谱法（IR）、薄层色谱法（TLC）及气相色谱法（GC），其中气相色谱法研究较多，由于气相色谱检测法准确性高，简单易操作的特点而被广泛使用。气相色谱法是在色谱柱中装入担体或者固定液，使用氮气之类的载气将所要分析的样品带入色谱柱中，在特定的环境下，脂肪酸碳链长度，不饱和度和双键几何构型等结构上的差异，使得不同脂肪酸在气相色谱上保留时间不同，各个组分在载气和固定液薄膜形成的气液两相中分配系数是不同的，因而在载气气流流动过程中，样品不同组分在气流中移动距离不同，逐渐分离开来，根据不同脂肪酸的出峰顺序不同确定脂肪酸的种类，分析出总的脂肪酸但不饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸和反式脂肪酸的含量，利用这个特点我们可以测试其中某些成分的含量。

3.2 仪器与试剂

实验需要仪器：岛津CC-14B气象色谱仪，岛津C-R7Ae数据处理器，岛津OPGU-1500S氢气发生器，FID检测器，CP-Sil88FAME毛细管石英柱，氮气、氢气、压缩空气。所需的试剂包括正己烷、氢氧化钠、氯化钠、甲醇、三氟化硼等，这些试剂主要是分析纯度。实验选取的样品：黄油、全脂奶粉、人造奶粉，检测这三种样品中反式脂肪酸含量。

3.3 色谱条件

FID检测器载气氮气加压至300kpa，氢气50kpa，空气50kpa，石英柱温度采用三级升温，以110℃起始持续4min，其后以3℃/min的速度升温直至170℃，而后降低升温速度至2℃/min，升温到200℃，随后恢复3℃/min的升温速度，直至石英柱温度达到230℃，停止加热，维持当前温度6分钟。进样口温度调节为250℃，检测器为260℃。试验中分流的比例为1：40。

3.4 样品提取以及检测

一般情况下，乳制品按照GB/T5005.46提取脂肪，其他食品按照GB/T5009.6来提取食品中脂肪。取适量提取的脂肪或者油脂样品按照GB/T17376-1998中方法来制造动植物油脂的脂肪酸甲酯，并且用适量氢氧化钠甲醇溶液回流后加入12%至15%的三氟化硼甲醇溶液，然后回流，加入正己烷以及饱和的氯化钠溶液，对混合溶液进行振荡萃取后去一些正己烷放置气相色谱上，对其进行分析。

3.5 对结果进行分析

通过对脂肪酸甲酯标准品色谱图分析，可以了解到大部分饱和脂肪酸之间、不饱和脂肪酸之间、饱和与不饱和脂肪酸之间分离情况较好，但是还有一部分脂肪甲酯分离情况不是太好，例如脂肪酸C18：ln-9（trans）与C18：ln-11（trans）之间分离情况还不是太理想。

3.6 线性范围以及检测出限

首先可以选用脂肪酸C16：0甲酯和脂肪酸C18：0甲酯标准品，将他们配制成浓度0.05至1.5千克/毫升的混合标准溶液，其中脂肪酸C16：0甲酯线性回归方程为Y=565413X+1124，r数值为0.997，n带入数值为5，另一种脂肪酸C18：0甲酯线性回归方程为Y=577448X+1371，r数值为0.998，n带入数值为5。基线噪音的两倍所对应的溶液浓度表示方法检测出限，脂肪酸C16：0甲酯检测出限不得低于8.1微克/毫升，脂肪酸C18：0甲酯出限不得低于8.9微克/毫升，脂肪酸C16：0甲酯检测出限比脂肪酸C18：0甲酯出限相比较低，就可以满足试验检测基本要求。

在取人造奶油样品提取脂肪2份，分别选择不一样的水平，然后将C18：ln-9（CIS）甲酯标准品与脂肪酸C18：ln-9（trans）甲酯标准品，并将每一个水平实验检测两遍，检测结果取两次平均值，检测回收率在98.3%至100.6%之间。如表1所示：

表1脂肪酸C18：ln-9（CIS），C18：ln-9（trans）加标回收试验

3.7 选取样品中反式脂肪酸含量检测

通过实验检测，可以了解到人造奶油中含有反式脂肪酸，并通过外标法对其进行检测分析，姐可以样品中顺式与反式油酸含量，分析结果：黄油a中含有19.312%顺式油酸含量，9.937%反式油酸含量：黄油b中含有23.658%顺式脂肪酸，14.256%反式脂肪酸；人造奶油中含有21.510%顺式油酸，12.816%反式油酸；全脂奶粉含有1.124%顺式油酸，不含有反式油酸。

4 总结

总之，食品中的反式脂肪酸含量过高会对人体健康产生巨大的影响，不仅会加速动脉硬化，产生心脏疾病和老年痴呆，还会导致同时心脑血管疾病，导致身体不能正常运行。随着我国人们生活水平的不断提高，人们开始食用黄油、奶油等脂肪较多的食物，所以我国需要对反式脂肪酸的含量标准进行规范，为人们食用提高科学依据，还需要提高我国气相色谱检测技术，使得食品中反式脂肪酸含量检测更加准确，从而减少反式脂肪酸对人体的伤害。

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