大气压化学电离高分辨质谱直接分析食用油中的甘油三酯

张耀利　裴兴丽　龚灿　韩玉良　倪天强　王帆　王盛君　卢海鹏　许旭

摘要建立了食用油中甘油三酯的大气压化学电离质谱直接分析检测方法。在考察实验条件影响的基础上，选择乙腈作为溶剂，正离子检测模式，进样流速为800 μL/h，喷雾器温度250℃，电晕针电流为5000 nA。用本方法对10种食用油进行分析，结果表明，植物油与动物油之间差异较大。经主成分分析，选择m/z 857.76与m/z 881.76峰强度比作为指标，重复性RSD<5%，可直接识别出玉米油中掺杂5%的猪油。用碰撞诱导解离（CID）实验初步鉴别了食用油的3个特征峰。利用本方法对泔水油样品和煎炸油样品进行分析，结果泔水油样品中含有植物油和动物油，而煎炸油样品也与商品食用油存在差异。本方法可用于食用油样品的快速筛查。

关键词大气压化学电离； 质谱； 食用油； 甘油三酯

1引 言

食用油是食品中脂肪的重要来源，也是人体营养中必不可少的成分[1]。甘油三酯（TAGs）是食用油的主要成分，因其甘油骨架上结合的脂肪酸不同而种类繁多，对心血管疾病[2]、血糖[3]等都有较大影响。食用油的质量直接影响食用者健康，其掺假问题严重影响到食品的质量和安全[4，5]。开展食用油中甘油三酯的分析方法研究，实现食用油中甘油三酯的快速、直接分析，对于有效监控和识别食用油掺假具有重要意义。

食用油的分析方法有很多，其中质谱直接进样应用广泛。直接进样质谱分析法具有简便、迅速、高通量分析的特点，成为TAGs分析的重要技术手段之一[6]，包括基质辅助激光解吸电离质谱（MALDIMS）、电喷雾电离质谱（ESIMS）、电喷雾解吸电离质谱（DESIMS）等。Lay等[7]采用 MALDIMS方法，半定量分析脂肪酸组成及其不饱和度，确定了食用油中的20种甘油三酯，进行聚类分析用以区分植物油（油菜籽油、大豆油、玉米油、橄榄油、花生油）和动物油（猪油）。Ng等[8]将MALDIMS方法用于筛查地沟油，并初步建立了食用油的图谱数据库。Peruric'等[9]用MALDIMS飞行时间质谱分析橄榄油中的TAGs，区分不同产地橄榄油。Vaclavik等[10]用实时直接分析飞行时间质谱（DART–TOF MS）技术区分不同等级橄榄油，对掺杂有榛子油的橄榄油进行了研究。该课题组采用DARTMS高分辨质谱区分了不同植物油（橄榄油、油菜籽油、大豆油及葵花籽油）及其氧化产物，并用主成分分析法（PCA） 对所得数据进行分析处理[11]。Gerbig等[12]用ESIMS分析了食用油以及人造奶油中甘油三酯，在质谱图中出现甘油三酯及其二聚物的峰，并證明了甘油三酯的3个不同的位置中， 脂肪酸在 sn1 位或 sn3 位比sn2 位更容易脱落。Zeb等[13] 建立反相LCESIMS的方法，检测[M+ H]+、[M+ NH+]+、[M+ Na+]+及甘油二脂离子，分析了玉米油中的15种TAGs，油菜籽油中的14种TAGs，葵花籽油中的16种TAGs。

大气压化学电离源（APCI）更适合于分析中等极性或低极性的化合物，很多研究者使用高效液相色谱与APCI质谱联用（LCAPCI/MS），在色谱分离后，用 APCI /MS检测各成分， 实现对食用油的定性与定量分析[14～18]。何榕等[14]利用RPLCAPCI/MS分离分析食用油中的甘油三酯，结果掺杂了5% 猪油的大豆油可以被鉴定出来。Hu等[19]应用二维反相LCAPCI/MS/MS，内标法定量分析花生油中包括异构体在内48种甘油三酯。Wei等[20]建立了单柱二维反相LCAPCI/MS分析方法，用于3种食用植物油（花生油、玉米油和大豆油）中甘油三酯的分析和鉴定，他们还将苯基已基色谱柱用于LCAPCI/MS分析大豆油、花生油、玉米油和芝麻油中的甘油三酯[21]。

考虑到LCMS分析时间长，而直接质谱分析具有对样品的快速识别能力， 本研究利用APCI /MS 对食用油中的甘油三酯进行直接进样高分辨质谱分析研究。在考察实验条件的基础上，建立了简便、快速的APCI质谱直接分析甘油三酯的方法。根据不同食用油中甘油三酯的种类不同，利用一级质谱图区别植物油与动物油，并将少量的猪油掺入玉米油中研究对掺杂的识别能力，最后对地沟油和模拟煎炸油样品进行了检测。

2实验部分

2.1仪器与试剂

SolariX 70傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT ICRMS，瑞士 Bruker 公司）； 配有主成分分析软件ProfileAnalysis（Version 2.1）； sartorius BS224S电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）。

异丙醇、正己烷、乙腈（HPLC级，沃凯，国药集团化学试剂有限公司）； 四氢呋喃、乙醇、丙酮（分析纯，上海泰坦科技有限公司）； 食用油样品，除猪油、羊油为自制外，其它均购自本地超市。泔水油样品（编号： 450102）和煎炸油样品（编号：750013）均由上海粮油科学研究所提供。

2.2实验方法

2.2.1样品准备液体样品：取1 μL样品溶于1 mL乙腈，再加入1 μL甲酸，混匀。

固体样品：称取7～10 mg固体动物油，溶于10 mL乙腈。取此溶液1 mL， 再加入1 μL甲酸，混匀。

2.2.3实验测定及数据处理待质谱采样稳定出现样品峰时直接测定质谱峰强度数据，设定累加4次作为一次测定结果，重复5次，测定峰强度取平均值，作为该质谱峰强度测定值。二级质谱测定时，选择待分析的一级质谱峰， 以碰撞诱导解离（CID）碎裂，采集谱图。

在测定玉米油中掺杂猪油的实验中，用玉米油的特征峰m/z 881.76 和猪油的特征峰m/z 857.76 的离子强度比值（I857.76/I881.76），比较样品之间的差异。

使用主成分分析软件时， 去除丰度低于30%的质谱峰，将剩余的强峰根据样品的不同分类进行主成分分析。

3結果与讨论

3.1质谱实验条件的考察

本研究对实验条件的影响因素，如溶剂、喷雾器温度、电晕针电流以及进样流速进行了优化。非极性溶剂正己烷等在APCI 源中不易发生电离，故其信噪比也较小； 进样流速过高或过低都会导致其信噪比明显降低； APCI 电离源中电晕针放电使得样品电离，因此电晕针的电流对样品的电离效果有很大作用，当电晕针电流为 2000 nA 或 8000 nA 时，其电离效果均较小，导致其信噪比比较低； 喷雾器温度也对样品的电离有影响，当温度为220℃或300℃，质谱图的信噪比都低于250℃时的信噪比。

本研究最终选用的实验条件为：样品用乙腈溶解，进样流速为 800 μL/h，电晕针电流为5000 nA，喷雾器温度为 250℃。

3.2重复性

用上述方法分析3个不同厂家的玉米油样品，按照2.2.3节方法，重复测定质谱图中m/z 857.76与m/z 881.76峰强度，将其比值作为一次测定值，重复测定的结果见表1。 3种玉米油的日内重复性和日间重复性 RSD 均低于5%。

3.3食用油样品的分析

3.3.1不同种类食用油的分析对不同种类的食用油进行的分析，包括植物油（玉米油、葵花籽油、稻米油、芝麻油、大豆油、花生油、小麦胚芽油）、动物油（猪油、鸡油及羊油）共10种食用油。见图 1。

4结 论

建立了 APCI 质谱分析食用油中甘油三酯的方法， 对不同种类的食用油以及不同厂家的食用油进行了分析。 在一级质谱图中， 植物油与动物油之间存在明显的区别，用二级质谱初步识别了部分特征峰。根据特征峰对玉米油中掺杂猪油进行分析，可以识别玉米油掺杂猪油5%的样品。利用此方法对地沟油样品进行了分析，结果表明，泔水油样品含有植物油和动物油，煎炸油样品也与商品食用油存在差异。本方法具有简便、快速的优点。

AbstractAn atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry （APCIMS） method was developed for the direct analysis of triglycerides in edible oils. The edible oil sample was dissolved in acetonitrile. Under the optimal conditions such as positive ion detection， 800 μL/h of sample flow rate， 250℃ of vaporizer temperature and 5000 nA of corona needle current， the repeatability （RSD） of peak intensity rate of m/z 857.76 to m/z 881.76 was less than 5%. Then， different kinds of oil from different manufacturers were analyzed by the proposed method. After a principal component analysis for the analytical results， the peak intensity rate of m/z 857.76 and m/z 881.76 was selected for oil identification. The adulteration of 5% lard in corn oil could be recognized directly using the peak intensity rate. Three characteristic triglycerides in edible oil were preliminarily identified by collision induced dissociation （CID） experiments. The method was applied to analyze the swill oil and fried oil samples， and the results showed that the swill oil contained both vegetable oil and animal fat， and the fried oil was also different with commercial vegetable oil.

KeywordsAtmospheric pressure chemical ionization； Mass spectrometry； Edible oil； Triglyceride