基于脂肪酸和生育酚组成的油茶籽油掺假判别可行性分析

黄连琴，王兴进，卢宗桂，宁 晨，林丽容，陈 巧

(宁德市产品质量检验所，福建 宁德 352100)

油茶籽油主要来自山茶属(Camelliasp.) 油茶树(C.oleiferaAbel)和红花油茶(C.chekiangoleosaHu)的油茶籽压榨提取而成，也称山茶油或茶油。油茶籽油中不饱和脂肪酸含量高，其中油酸含量达75%以上，具有抗氧化、抗癌、消炎、治疗心血管疾病等功能[1]。油茶籽油的脂肪酸组成和橄榄油相似，同样含有天然多酚类物质、矿物质、维生素、甾醇等多种天然活性成分，因此被誉为“东方橄榄油”。

油茶籽油与其他植物油相比，所含化学成分有其特有的性质和数量分布。这些成分主要包括甘油三酯、甘油二酯、游离脂肪酸以及其他微量成分，包括维生素、甾醇、多酚类物质、皂苷等。目前植物油的掺假问题日益严重。特别是油茶籽油、橄榄油、花生油等高价植物油经常出现掺杂大豆油、玉米油等低价植物油的现象。除了通过对不同植物油感官等定性鉴别外，对其脂肪酸、甘油三酯、甾醇等成分的特异性定量分析能够有效区分不同植物油[2]。

每种油的特异性脂肪酸组成可以作为油的指纹图谱，用于植物油的掺假鉴别[3-5]。目前对三酰甘油和脂肪酸的指纹图谱研究较多。但是利用三酰甘油和脂肪酸的组成分析进行植物油掺假鉴别存在一些问题。有些植物油的脂肪酸组成极其相似，难以区分。特别是当前掺杂植物油的范围广泛，真假难辨。目前色谱、质谱技术日益发展，定量分析已经可以达到痕量水平。不同植物油中微量，甚至是痕量组分的定量分析成为可能[6-7]。通过对植物油中的微量成分进行定量分析，并进一步分析其组成特异性能够作为掺假鉴别的重要依据[8-10]。这些微量成分主要包括三萜类物质、类胡萝卜素、生育酚、植物甾醇等。有报道，利用橄榄油特有的固醇组成及生育酚、生育三烯酚组成分析能够鉴别橄榄油掺假问题[11]。

目前，基于化学计量学方法对色谱采集数据进行分析使得指纹图谱技术发展不断成熟[12-13]。通过系统聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)对脂肪酸、维生素、甾醇、多酚等色谱采集数据进行加工分析可以有效区分不同植物油[14-15]。因此，本文从脂肪酸和生育酚的组成分析以及系统聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)方面考察了10种植物油的异同点，并以此作为油茶籽油掺假鉴别的依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

9个油茶籽油样品分别采自几家大型超市以及可信任的种植油茶树农户。其他植物油(大豆油、玉米油、花生油、葡萄籽油、葵花籽油、菜籽油、芝麻油、橄榄油、米糠油)每种分别采用3个批次的样品，样品分别采自几家大型超市。37种脂肪酸甲酯标准品和生育酚4种异构体购自上海安普公司。

Agilent 7890B气相色谱仪配有氢火焰离子化检测器(FID)(安普公司)；Agilent Technologies 1260 Infinity高效液相色谱仪配有荧光检测器。

1.2 实验方法

1.2.1 脂肪酸组成分析

脂肪酸组成测定按照GB 5009.168—2016 《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》面积归一化法进行。

采用气相色谱进行分析。气相色谱条件：CD-2560毛细管柱(100 m×0.25 mm×0.20 μm)；进样口温度250℃；检测器温度300℃。载气为氦气，纯度99.999%，流速为0.5 mL/min；分流比60∶1，进样量1 μL；升温程序为初始温度50℃保持10 min，以5℃/min升温到175℃并保持1 min，以1.8℃/min升温到210℃并保持8 min，以1.5℃/min升温到215℃并保持5 min，以1.5℃/min升温到230℃，保持5 min。

1.2.2 生育酚组成分析

生育酚提取按照GB 5009.82—2016 《食品安全国家标准 食品中维生素A、D、E的测定》中维生素E标准方法进行。

采用高效液相色谱分析。色谱条件：安捷伦XB-C30色谱柱(柱长250 mm，内径4.6 mm，粒径3 μm)；柱温20℃；流速1 mL/min；流动相为甲醇和水；荧光检测波长为激发波长294 nm，发射波长328 nm；进样量10 μL。结果采用外标法通过标准曲线计算其浓度。最终测得4种生育酚含量，换算成相对含量。

1.2.3 数据统计分析

每种植物油的脂肪酸和生育酚相对含量以“平均值±标准偏差”表示。油茶籽油结果以9批次市售样品的测定结果计算平均值，其他9种植物油均以市售的3批次植物油样品测定结果计算平均值。系统聚类分析和主成分分析采用SPSS统计学软件(IBM SPSS Statistics 19版本)。

2 结果与讨论

2.1 脂肪酸组成

气相色谱分析10种植物油的脂肪酸组成，结果见表1。由表1可知，10种植物油中共鉴定出12种脂肪酸，包括肉豆蔻酸(C14∶0)、棕榈酸(C16∶0)、棕榈油酸(C16∶1)、十七碳酸(C17∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1n9c)、亚油酸(C18∶2n6c)、花生酸(C20∶0)、二十碳烯酸(C20∶1)、亚麻酸(C18∶3n3)、二十二碳酸(C22∶0)、二十碳五烯酸(C22∶5n3)。油茶籽油中主要包括油酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸等，含有少量的棕榈油酸、亚麻酸等。采用Duncan’s multiple range test方法分析，结果表明油茶籽油和橄榄油的油酸含量没有显著性差异(p>0.05),但与其他植物油的油酸含量存在显著性差异(p<0.05)。油茶籽油的棕榈酸含量与葵花籽油、葡萄籽油、芝麻油没有显著性差异，与橄榄油等其他植物油存在显著性差异(p<0.05)。

表1 10种植物油的脂肪酸组成及相对含量 %

注：ND表示未检出；同一行不同字母表示显著性差异(p<0.05)。

为了更直观地表示出10种植物油之间的区别，利用SPSS软件，通过系统聚类分析(HCA)，比较得出10种植物油的相似程度，结果用树状聚类分析图表示，见图1。

图1 10种植物油基于脂肪酸组成的系统聚类分析图

由图1可知，10种植物油根据脂肪酸组成的相似程度，从树枝的分叉关系看，总体分成两组，油茶油籽、橄榄油、菜籽油的相似度最高，为一组，其他植物油为一组。油茶籽油、橄榄油、菜籽油与大豆油、玉米油、葵花籽油等其他植物油差异显著。

橄榄油和油茶籽油同样为高价植物油，不可能成为油茶籽油掺杂的对象。因此，主要分析油茶籽油和菜籽油之间脂肪酸组成的区别。为了进一步找出油茶籽油和菜籽油脂肪酸组成的区别，利用SPSS软件对10种植物油的脂肪酸组成数据进行主成分分析。基于特征值大于1选取5个主成分，见表2。

表2 相关矩阵的特征值

由表2可知，5个主成分可以解释总方差的92.253%。利用主成分1、主成分2、主成分3做三维散点图，得到如图2所示的基于脂肪酸组成结构的主成分分析得分图。由图2可知，油茶籽油和菜籽油在主成分分析得分图上差异显著。但是考虑到系统聚类分析存在拟合误差，本研究通过生育酚组成分析进一步找出油茶籽油与菜籽油的区别。

图2 10种植物油基于脂肪酸组成的主成分分析得分图

2.2 生育酚组成

生育酚组成及含量受到多方面因素的影响，包括环境条件、果实或种子质量、油脂提取过程及程序、提炼手段等。但是，生育酚4种异构体之间的相对含量是较为稳定的。特别是大豆油中的生育酚4种异构体在自然环境中就很稳定。利用高效液相色谱配有荧光检测器测定10种植物油的生育酚含量，每种植物油中4种生育酚异构体相对含量见表3。由表3可知，油茶籽油、橄榄油、葵花籽油、米糠油含有较高含量的α-生育酚，但是芝麻油、菜籽油、大豆油、玉米油含有较高含量的γ-生育酚。

表3 10种植物油中生育酚异构体的相对含量 %

注：ND表示未检出；同一列不同字母表示显著性差异(p<0.05)。

为了更直观地表示出10种植物油生育酚组成之间的异同点。利用SPSS统计学软件对生育酚组成数据进行系统聚类分析，结果见图3。由图3可知，根据不同植物油生育酚组成的相似程度，将其聚类分成两组。油茶籽油和菜籽油系统聚类在两个不同的组，两者之间差异显著。主成分分析结果与系统聚类分析结果一致，见图4。由图4可以看出，除了油茶籽油、橄榄油、米糠油的生育酚组成相似，较难区分外，油茶籽油与其他植物油均能很好区分开，特别是油茶籽油与菜籽油差异显著。

图3 10种植物油基于生育酚组成的系统聚类分析图

图4 10种植物油基于生育酚组成的主成分分析得分图

3 结 论

本研究基于脂肪酸和生育酚组成分析进行油茶籽油掺假判别的可行性分析。利用气相色谱法对脂肪酸组成进行分析，并对所得气相色谱数据进行系统聚类分析和主成分分析，比较了油茶籽油与其他植物油的异同点。基于脂肪酸组成的系统聚类分析结果表明油茶籽油和菜籽油、橄榄油相似度最高；主成分分析结果表明油茶籽油与其他植物油脂肪酸组成均有显著性差异，特别是与菜籽油脂肪酸组成存在显著性差异。利用高效液相色谱法对生育酚组成进行分析，并对所得色谱数据进行系统聚类分析和主成分分析。结果表明基于生育酚组成的化学计量分析可以明显区分油茶籽油与菜籽油。因此，基于脂肪酸和生育酚组成分析可以作为判别油茶籽油掺假的有效手段。