杨治凤陈展册李冰罗兆飞
(1.南宁海关技术中心 南宁 530021;2.广西医科大学药学院 南宁 530021)
鱼油胶囊是以沙丁鱼、鲭鱼、鳀鱼等多脂鱼类中的脂肪为原料,经分离、加工、精炼等技术生产的营养保健品,因其含有多种多不饱和脂肪酸(PUFA)而备受欢迎。多不饱和脂肪酸主要有omega-3(ω-3)系列和omega-6系列,是人体代谢过程中的必须脂肪酸,鱼油中的PUFA以ω-3系列为主,其中二十碳五烯酸 (EPA) 和二十二碳六烯酸(DHA)的含量最高、最具生物活性和营养价值。大量研究表明,ω-3多不饱和脂肪酸有助于降低血压、调节血脂、保护心肌、促进大脑及神经系统发育和增强记忆力,在防治动脉粥样硬化、心律失常、中风等心脑血管疾病中发挥重要作用[1-3]。因此,EPA和DHA的含量是决定鱼油生物活性和营养价值的重要指标,是在鱼油胶囊产品中必须标示的重要参数。但是,由于多不饱和脂肪酸的碳碳双键不稳定,容易受空气、光照、水分影响而被氧化,进而发生酸败产生酸、醛、酮等有害物质。因此,鱼油生产过程中使用劣质原料和不合格胶囊,或加工处理及保藏不当都会导致鱼油被氧化和酸败变质,这不仅会影响EPA和DHA的含量和营养价值,还会给人体造成不良影响甚至引起食物中毒。过氧化值、酸价和茴香胺值可以反映鱼油被氧化和酸化程度。因此,各个国家或行业团体组织均对鱼油保健品中的EPA和DHA含量以及过氧化值、酸价和茴香胺值等制定了严格的标准。然而,由于有些商家为了牟取暴利而非法使用劣质鱼油原料以及掺杂掺假,导致鱼油产品良莠不齐,产品质量问题频出。英国科学杂志Nature于2015年发布了一项由Albert等人[4]对新西兰市销鱼油的品质调查研究,结果32种鱼油中只有3种含有的EPA和DHA含量等于或高于标示含量,69%的鱼油该指标低于标示值的70%;83%鱼油的过氧化值超过建议水平;只有8%鱼油的各项指标均符合国际标准建议。Bannenberg等[5]于2016年再次对新西兰市售的鱼油保健品进行调查,结果有所好转,但仍然有部分鱼油不合格。类似的调查研究结果显示,美国[6,7]、中国香港[8]等市场销售的鱼油保健品均不同程度存在产品质量问题。近年来,有媒体报道中国大陆市场销售的鱼油保健品同样存在EPA和DHA含量较低、氧化指标超标、重金属污染等问题,但由于其缺乏系统的调查研究和科学数据的支撑而难以客观反映国产鱼油的实际情况。
本研究以10种国产鱼油胶囊和17种进口鱼油胶囊为研究对象,采用气相色谱(GC-FID)、化学滴定、液相色谱-串联质谱(LC-MSMS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等方法对鱼油中EPA和DHA的含量、过氧化值、酸价、抗氧化剂、重金属等进行分析比较,旨在全面深入了解国产鱼油和进口鱼油各项指标的差异,为消费者分辨鱼油质量优劣和合理选择及食用鱼油制品提供参考依据。
所有的国产和进口鱼油样品均为深海鱼油胶囊保健品,进口鱼油购自亚马逊网上商城,国产鱼油购自京东网上商城,每个样品均包含相同品牌型号和相同生产日期的鱼油两瓶,总重量均超过100 g。
7890A气相色谱仪+FID检测器;1290+QTRAP 4500 液相色谱-串联质谱仪;7700x电感耦合等离子体质谱;CEM-MARS6 Xpress微波消解仪;EHD-40赶酸仪;XP205电子天平;RE-52C型旋转蒸发器;6cc 100 mg C18固相萃取柱。
EPA、DHA和十一碳甘油三脂标准品,纯度均大于等于99.0%;9种抗氧化剂标准品:没食子酸丙酯(PG)、2,4,5-三羟基苯丁酮(THBP)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、去甲二氢愈创木酸(NDGA)、叔丁基对羟基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基-4-羟甲基苯酚(Ionox-100)、没食子酸辛酯(OG)、2,6-二叔丁基对甲基苯酚(BHT)、没食子酸十二酯(DG),纯度均大于等于96%;三氟化硼甲醇;色谱纯级甲醇、正己烷、乙腈、异丙醇、冰乙酸;分析纯级碘化钾、氢氧化钾、硫代硫酸钠、三氯甲烷、乙醚、酚酞指示剂。
2.4.1样品制备
用剪刀将鱼油胶囊剪破后挤出胶囊内的鱼油至50 mL聚丙烯离心管中,每个鱼油样品剪取约20 mL,混匀后24 h内用于鱼油中脂肪酸含量、过氧化值、酸价、抗氧化剂、金属元素的测定,进口鱼油与国产鱼油同时检测,重复实验时重新剪取鱼油样品。除了J01为过期鱼油,其他鱼油均在保质期内,并且所有项目均在鱼油保质期内完成检测。
2.4.2感官检验
感官检验按照SC/T 3503-2000[9]的规定操作。
2.4.3鱼油中EPA和DHA含量测定
参考李彩霞[10]等人的方法,称取0.2 g剪好的鱼油样品于50 mL石英管中,加入100 μL十一碳甘油三脂(5 mg/mL)作为内标,加入3 mL 0.5 mol/L的KOH-甲醇溶液,摇匀后于60℃水浴5 min,冷却后加入三氟化硼-甲醇溶液4 mL,密塞,摇匀后于60℃水浴5 min,冷却后加异辛烷4 mL,密塞后涡旋振荡30 s,加入13 mL饱和氯化钠溶液,密塞后涡旋振荡15 s,取2 mL上清液至15 mL离心管,加入1g无水硫酸钠,涡旋1 min,于4000 r/min离心5 min,过0.22 μm有机相滤膜装瓶,用GC-FID测定。重复试验1次,结果取平均值。
2.4.4鱼油的过氧化值测定
鱼油的过氧化值测定参照国家标准GB 5009.227-2016滴定法[11],称取2~3 g鱼油至250 mL碘量瓶中,加30 mL三氯甲烷+冰乙酸(2+3)混合液,轻轻振摇使鱼油完全溶解,准确加入1 mL饱和碘化钾溶液,塞紧瓶盖,轻轻振摇30 s,暗处放置3 min,加入100 mL水,摇匀后立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘,滴定至淡黄色时加入1 mL 1%淀粉指示剂,继续滴定并强烈振摇至溶液蓝色消失为终点。重复实验1次,结果取平均值。
2.4.5鱼油的酸价测定
鱼油的酸价测定参照国家标准GB 5009.229-2016冷溶剂指示剂滴定法[12],称取2~3 g鱼油至250 mL锥形瓶,加入乙醚+异丙醇(1+1)混合液50 mL,加入3滴酚酞指示剂,充分振摇溶解鱼油,再用氢氧化钾标准滴定溶液滴定至溶液初现微红色,且15s内无明显褪色为滴定终点。重复实验1次,结果取平均值。
2.4.6鱼油中9种抗氧化剂测定
鱼油中9种抗氧化剂测定参照国家标准GB 5009.32-2016[13]《食品安全国家标准食品中9种抗氧化剂的测定》,称取1 g鱼油至50 mL离心管,加入5 mL乙腈饱和的正己烷,涡旋1 min溶解样品,加入5 mL正己烷饱和的乙腈,涡旋提取2 min,于3000 r/min离心5 min,收集乙腈层于试管中,再加入5 mL正己烷饱和的乙腈,涡旋提取2次,合并3次乙腈提取液,然后将其加入已经用甲醇活化的C18固相萃取柱,弃去流出液,加入5 mL乙腈+甲醇(2+1)混合液洗脱并收集于试管中,于40℃下氮气吹干,加2 mL乙腈水(1∶1)混匀,过0.22 μm有机相滤膜后装瓶供LC-MSMS测定,其中BHA、BHT、TBHQ和Ionox-100的质谱参数参考行业标准SN/T 3849-2014[14]。重复试验1次。
鱼油中的金属元素测定参照国家标准GB5009.268-2016中ICP-MS法[15],称取0.25 g鱼油至消解罐中,加入5 mL硝酸,加内盖,放置过夜。于100℃预消解20 min,冷却后加外盖并旋紧,用微波消解(190℃保持25 min),取出冷却后于100℃敞口赶酸20 min,取出冷却后将溶液转移至50 mL容量瓶中,加入200 μL 浓度为0.5 ng/μL的Ge和Rh内标,用超纯水定容至刻度,取适量过滤膜后装瓶供ICP-MS测定。重复试验1次,结果取平均值。
实验数据采用SPSS 17.0统计软件进行分析,过氧化值、酸价比较选用T检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。
本研究共购买了不同国家不同品牌的深海鱼油胶囊样品共27批,其中进口的17批(编号为J01~J17),国产的10批(编号为G01~G10)。国产鱼油和进口鱼油在包装形式上没有明显区别。所有深海鱼油均是用胶囊形式包裹,以软胶囊为主,主要材料为可食淀粉、明胶、甘油和海藻酸钠,每粒鱼油胶囊重量较小,约为0.5~1.5 g,有利于吞服。大多数鱼油胶囊使用塑料瓶包装,少数使用板式塑料壳加纸盒包装,进口产品有大包装(鱼油总重量大于300 g)有小包装,国产的以小包装为主。如表1所示,进口鱼油胶囊的标签信息比国产详细,不仅包含有品牌、规格、EPA和DHA的含量、主要原料、是否含有抗氧化剂、生产日期或有效期、生产地址等信息,还包含有ω-3脂肪酸的总含量、适宜人群或禁忌症、推荐用法用量、储藏条件等。共有3个鱼油标签不规范,其中进口鱼油J13和J16未标示EPA和DHA的含量,国产鱼油G08未标示EPA的含量。国产鱼油标示了生产日期和保质期,保质期均为24个月;而进口鱼油一般只标示有效期,未标示保质期,但从其官方网站查询可知其保质期比国产鱼油的保质期要长,一般都大于24个月,甚至达36个月。有58.8%的进口鱼油注明了鱼油的原料鱼种类,一般均包含沙丁鱼、鲭鱼、鳀鱼、凤尾鱼、鲱鱼中的3~4种,而国产鱼油中只有1个(10%)注明了原料鱼种为金枪鱼。
国产和进口鱼油胶囊在外观和感官上没有没明显区别,各个批次的鱼油胶囊大小均匀,表面光滑、色泽明亮,无可见沉淀物或杂质,大部分鱼油均呈浅黄色,少部分呈橙红色;鱼油刺破挤出来有鱼油的特有香味,无刺激性气味,未问到有酸败气味。表明各个批次的国产和进口鱼油的外观和感官均符合多烯鱼油制品标准SC/T 3503-2000[9]的要求。
EPA和DHA不饱和脂肪酸是鱼油中最具代表性的特征脂肪酸,是鱼油品质及其营养价值好与差的重要指标。从标签信息上看,国产鱼油标示的EPA和DHA含量以g/100 g计,而进口鱼油则按照各个国家的要求不同而有所不同,欧美国家一般以每日推荐摄入鱼油总量计算,如推荐每日摄入2粒鱼油,则会注明每2粒鱼油中EPA和DHA的含量。经过折算统计,17批进口鱼油的EPA含量为150~527.3mg/g,DHA的含量为100~359.4 mg/g,中位值分别为180 mg/g和120 mg/g,10批次国产鱼油的EPA含量为150~400 mg/g,DHA的含量为100~252 mg/g,中位值分别为180 mg/g和120 mg/g。大部分(79.2%)国产和进口鱼油中EPA与DHA的比值均为1.4~1.6。就单个鱼油比较,部分进口鱼油的EPA和DHA的含量要比国产鱼油高,但是从总体上比较,国产鱼油和进口鱼油没有显著性差异。
从实际检测结果(见表2)来看,进口鱼油的EPA含量为110~412 mg/g,66.7%低于标示量,DHA的含量为71~352 mg/g,66.7%低于标示量;国产鱼油的EPA含量为102~350 mg/g,66.7%低于标示量,DHA的含量为69~345 mg/g,30%低于标示量。依据SC/T 3503-2000规定鱼油的EPA和DHA实际含量不能低于标示量,无论进口鱼油还是国产鱼油均只有33.3%的样品合格。该结果较2014年对新西兰市售鱼油的调查结果(合格率9.4%)[4]要高,但较Bannenberg等人[8]于2020年对美国市售鱼油的调查结果(合格率52%)要低。若考虑到检测方法存在一定偏差(±20%),以实际含量大于等于标示量的80%为合格结果进行统计。此时,进口鱼油EPA和DHA的合格率分别为53.3%和60.0%,国产鱼油的合格率分别为77.8%和80.0%,国产鱼油的合格率高于进口鱼油。由此可见,鱼油保健品中EPA和DHA的实际含量低于标示量是一个普遍现象。尽管商家并未刻意将含量标高,但由于鱼油运输、存储和使用不当而受空气、水分、温度等因素影响发生氧化变质时,EPA和DHA的含量也会降低。
表2 鱼油中EPA、DHA、过氧化值和酸价检测结果
为了分析研究鱼油中EPA和DHA的实际含量低以及国产鱼油和进口鱼油该指标存在的差异是否是由于鱼油发生氧化变质引起的,本研究参照相关国家标准对所有鱼油的过氧化值和酸价进行测定。结果如表2所示,进口鱼油的过氧化值为7.8±4.0 meq/kg,国产鱼油的过氧化值为4.3±2.0 meq/kg,两者比较差异有统计学意义;进口鱼油的酸价为0.60±0.29 mgKOH/g,国产鱼油的酸价为0.69±0.27 mgKOH/g,两者比较无统计学意义。该结果表明国产鱼油总体的氧化水平要低于进口鱼油。根据SC/T 3503-2000对鱼油保健品过氧化值≤7.5 meq/kg(乙酯型)和酸价≤1.0 mgKOH/g的要求对国产鱼油和进口鱼油分别进行分析评价。结果如图4所示,进口鱼油J01的过氧化值为68.7 meq/kg,酸价为0.26 mgKOH/g,提示该鱼油已经发生了严重氧化,但还未发生酸败变质,原因是该鱼油已经过了保质期。其他16批进口鱼油中有6批(37.5%)过氧化值超过限量值,有2批(12.5%)酸价超过限值;10批国产鱼油中只有1批(10%)过氧化值超标,酸价全部合格。结果表明国产鱼油在氧化水平方面的合格率要高于进口鱼油,37.5%的进口鱼油已经发生早期氧化,有两批鱼油发生轻微酸败。
以上结果表明:鱼油中EPA和DHA的含量变化与鱼油的氧化水平有关,鱼油发生氧化变质后,其含量会相应下降,但是含量的变化程度与过氧化值或酸价不呈线性关系;进口鱼油EPA和DHA实际含量的合格率较国产鱼油差,可能是进口鱼油的氧化水平较高引起的。为了防止鱼油被快速氧化而影响EPA和DHA等不饱和脂肪酸的含量和鱼油发生酸败变质,鱼油生产过程中会添加维生素E或其前体物质生育酚抗氧化。由表1可见,有58.8%的进口鱼油和80%的国产鱼油的标签信息上注明了含有维生素E或生育酚(VE)。但从具体数据上看,并非未添加VE,EPA和DHA降解越明显;生产日期早晚与鱼油中EPA和DHA的含量也未出现明显规律。原因是鱼油中不饱和脂肪酸被氧化的程度不仅与是否添加VE和生产日期有关,还与鱼油的原料、胶囊的密封性以及鱼油的运输和储存条件等因素有关。周小刚等人[16]对富含不饱和脂肪酸油脂类胶囊的氧化情况研究结果表明,EPA和DHA等多不饱和脂肪酸的氧化过程是无法避免的,只能通过添加抗氧化剂、增强胶囊的密封性、低温运输和储存等手段来延缓其氧化速度,以保障鱼油在保质期内其不饱和脂肪酸的含量、氧化水平等符合国家标准。
为了防止鱼油被氧化和酸败变质,除了使用VE等天然抗氧化剂外,有不法商家还可能超限量违规使用没食子酸丙酯(PG)、2,4,5-三羟基苯丁酮(THBP)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、去甲二氢愈创木酸(NDGA)、叔丁基对羟基茴香醚(BHA)、2,6-二叔丁基-4-羟甲基苯酚(Ionox-100)、没食子酸辛酯(OG)、2,6-二叔丁基对甲基苯酚(BHT)、没食子酸十二酯(DG)等合成抗氧化剂。由于这些抗氧化剂对人体具有一定的毒副作用甚至致癌作用,所以在鱼油中是有严格的限量要求或被禁用的[17]。本研究采用液相色谱-串联质谱法对所有鱼油中这9种抗氧化剂进行检测(方法检出限:PG、THBP和NDGA为0.05 mg/kg,OG和DG为0.005 mg/kg,BHA、BHT、THBQ和Ionox-100为1.0 mg/kg)。国产鱼油和进口鱼油均未检出以上合成抗氧化剂。
鱼油中是否含有重金属以及鱼油中的微量元素含量也是鱼油品质的一个重要指标。本研究采用ICP-MS方法重点对鱼油中的铬、砷、镉、汞、铅5种重金属元素和铁、锌、硒3种微量元素进行分析。
结果国产鱼油和进口鱼油中均未检出铬、镉、汞、铅和铁元素。部分鱼油检出重金属元素砷,其中进口鱼油检出率为47.1%,浓度范围为0.005~0.019 mg/kg;国产鱼油检出率为50.0%,浓度范围为0.005~0.111 mg/kg,两组比较没有明显区别,而且砷的浓度均远远低于SC/T 3503-2000规定的限量要求(≤1 mg/kg),均合格。
部分鱼油检出锌元素,其中进口鱼油检出率为23.5%,浓度范围为4.8~11.2 mg/kg;国产鱼油检出率为50%,浓度范围为4.5~11.0 mg/kg。部分鱼油检出硒元素,其中进口鱼油检出率为70.6%,浓度范围为0.035~0.386 mg/kg;国产鱼油检出率为40.0%,浓度范围为0.034~0.060 mg/kg。
进口和国产鱼油中金属元素含量无显著差异。
本研究对10批国产鱼油胶囊和17批进口鱼油胶囊在标签信息、感官、不饱和脂肪酸含量、氧化水平、重金属污染等各方面进行了深入的分析比较。结果表明,国产鱼油相较于进口鱼油,其EPA和DHA实际含量的合格率更高,氧化水平更低,品质更优。表明随着中国海洋食品业和鱼油深加工技术的快速发展,鱼油保健品的质量得到了很大的提升。但是无论是进口鱼油还是国产鱼油均存在标签不规范、EPA和DHA的实际含量远低于标示量、过氧化值和酸价超标等问题。因此,仍然需要相关部门对鱼油保健品的生产和销售加强监督和管理,促使生产商们使用更优质的鱼油资源和生产技术规范,以保障鱼油的产品质量及消费者健康。