食用油中脂肪酸检测方法的比较研究

无水奶油 脂肪酸种类
4% 盐酸 甲醇溶液
脂肪酸百分比 /% 4% 硫酸 0． 5 mol /L 氢氧化 甲醇溶液 钾甲醇溶液
己酸
C6∶ 0 1． 07 ± 0． 04
辛酸
C8∶ 0 0． 85 ± 0． 05
葵酸
C10∶ 0 2． 16 ± 0． 05
十二碳酸
C12∶ 0 2． 66 ± 0． 09
Comparison of detection method of fatty acid in edible oils
LI Chang － mo，WANG Yu － qian，ZHANG Hong （ College of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University
岛津 QP － 2010 气质联用仪； 恒温干燥箱； HH － S 电热恒温水浴锅； KQ2200B 型超声清洗器； 涡旋 振荡器； Milli － Q 超纯水系统。
质谱条件： 离子源为 EI 源（ 70 eV） ； 离子源温 度： 200． 0 ℃ ； 溶剂切割时间 4 min，全扫描时质谱 检测时 间 5 ～ 50 min，扫 描 范 围 为 m / z： 45 ～ 400。 进样量： 1 μL； 分 流 比： 10 ∶ 1； 载 气： 氦 气 （ 纯 度 ≥ 99． 999% ） 。 1． 2． 1 DB － 5ms 色谱柱 进样口温度： 260 ℃ ； 接 口温度为： 260． 0 ℃ ； 柱流速： 1． 00 mL / min。
of Science and Technology，Tianjin 300457）
Abstract： Fatty acids in oils were detected by GC － MS． Three methylation methods were compared． The separation effects of DB － 5ms and VF － 23ms capillary column on 37 mixed fatty acid methyl esters were compared． The results showed that the VF － 23ms column had a better separation effect． 4% hydrochloric acid methanol method has the best effect of methyl esterification． The research provided a reference for detection of fatty acids in oils by GC － MS． Key words： gas chromatography － mass spectrometry （ GC － MS） ； oil； fatty acid； capillary chromatographic column； methyl esterification
2 结果与分析
2． 1 两种色谱柱分离效果的比较 柱升温程序优化后的 37 种脂肪酸甲酯标准品
总离子流图，如图 1 所示，虽然 DB － 5ms 与 VF － 23 ms 均为低流失且适用于气质联用仪的色谱柱，但其 分离效果相差较大。两种色谱柱均按分子量由小到 大的 顺 序 出 峰，但 对 于 碳 原 子 数 相 同 的 脂 肪 酸， DB － 5 ms色谱柱固体相由苯基亚芳基聚合物构成 属于非极性柱，不饱和脂肪酸先于饱和脂肪酸出峰。 VF － 23ms色谱柱固定相是氰丙基聚硅氧烷属于强 极 性 柱 ，对 于 脂 肪 酸 中 的 双 键 具 有 一 定 的 亲 和 力 ， 其脂肪酸甲酯出峰顺序与 DB － 5ms 色谱柱不同， 极性较小的 脂 肪 酸 首 先 被 分 离，即 相 同 碳 原 子 数 的脂肪酸，饱 和 脂 肪 酸 先 被 分 离 出 峰。如 图 1 所 示，DB － 5ms 色谱柱仅可以分离得到 27 种脂肪酸 甲酯，无法分离己酸甲酯、顺 － 5，8，11，14，17 － 二 十碳五烯酸甲酯（ EPA） ，顺 － 4，7，10，13，16，19 － 二十二碳六烯酸甲酯（ DHA） 等在内的 10 种脂肪 酸甲酯，尤其 是 对 于 长 链 多 不 饱 和 脂 肪 酸 分 离 效 果较差，不是理想的分离柱。VF － 23ms 色谱柱则 可以非常好的分离开 37 种脂肪酸甲酯，得到较高 的分离度和响应值。除了色谱柱固定相不同外， DB － 5ms 色谱柱是 30 m 长，而 VF － 23ms 长度为 60 m，也是 产 生 分 离 度 差 异 的 原 因 之 一。所 以 本 研究最终确定 VF － 23ms 色谱柱为最佳的色谱分 离柱。
DB － 5ms（ 30 m × 0． 25 mm × 0． 25 μm） 色谱柱。 升温程序： 初始温度 70 ℃ ，保持 1 min，以 8 ℃ / min 升至 170 ℃ ，保 持 6 min，再 以 4 ℃ / min 升 至 280 ℃ ，保持 5 min。 1． 2． 2 VF － 23ms 色谱柱 进样口温度： 240 ℃ ； 接 口温度为： 220． 0 ℃ ； 柱流速： 1． 00 mL / min。
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质量安全
粮油食品科技 第 21 卷 2013 年 第 4 期
a DB － 5ms； b VF － 2． 3ms。
图 1 不同色谱柱下的 37 种脂肪酸甲酯总离子流图
2． 2 三种油样不同甲酯化方法的比较
于含量低于 0． 7% 和短碳链脂肪酸检测效果较差。
本研究根据油脂的不同分类，选用了三种市售
2． 5 mL正己烷和 1 mL 去离子水。1000 r / min 震荡混 匀 2 min，静置后取上层溶剂通过无水硫酸钠，40 ℃ 下氮气吹干。使用正己烷溶剂复溶后待 GC 检测。 1． 3． 2． 2 4% 硫酸甲醇溶液甲酯化 称取 0． 030 g 样品放入具塞试管中，加入 6 mL 的 4% 硫酸甲醇溶 液，氮 封。80 ℃ 水 浴 反 应 2 h。室 温 冷 却，余 同 1． 3． 2． 1。 1． 3． 2． 3 0． 5 mol / L 氢氧化钾甲醇溶液甲酯化 称 取 0． 030 g 样 品 放 入 具 塞 试 管 中，加 入 2 mL 的 0． 5 mol / L氢氧化钾甲醇溶液，氮封。80 ℃ 水浴中 反应 2 h。室温冷却，余同 1． 3． 2． 1。
VF － 23ms（ 60 m × 0． 25 mm × 0． 25 μm） 色谱 柱。升温程序： 初始温度 50 ℃ ，保持 1 min，以 8 ℃ / min 升 至 175 ℃ ，保 持 7 min，再 以 1 ℃ / min 升 至 186 ℃ ，保持 3 min，再以 8 ℃ / min 升至 240 ℃ ，保持 15 min。 1． 3 样品及甲酯化方法 1． 3． 1 样品 无水奶油（ 特种油脂） ，猪油（ 动物性 脂肪） ，调和油（ 植物性油脂） 三种不同类别的市售 油脂类产品，4 ℃ 下保存。 1． 3． 2 甲酯化方法 1． 3． 2． 1 4% 盐酸甲醇溶液甲酯化 称取 0． 030 g 样品放入具塞试管中，加入 6 mL 的 4% 盐酸甲醇溶 液，氮封。80 ℃ 水浴反应 2 h。室温冷却后，加入
十四碳酸
C14∶ 0 10． 62 ± 0． 32
顺 － 9 － 十四碳烯酸 C14∶ 1 1． 11 ± 0． 06
十五碳酸
C15∶ 0 1． 14 ± 0． 11
棕榈酸
C16∶ 0 29． 39 ± 0． 77
棕榈油酸
C16∶ 1 1． 29 ± 0． 07
十七碳酸
C17∶ 0 0． 52 ± 0． 03
油脂中脂肪酸的检测，采用方法较多地是先用 合适的甲酯化方法对样品甲酯化，然后使用气相色 谱仪（ GC） 或 气 相 质 谱 联 用 仪 （ GC － MS） 进 行 检 测［1］。用于脂肪酸甲酯化的方法有很多种，主要分 为酸法，碱法和三氟化硼法等［2］。三氟化硼法是植 物油脂中国标方法推荐的甲酯化方法，该法的缺点 是试剂毒性较大； 酸碱甲酯化方法也有其各自的优 缺点，针对不同样品，甲酯化效果不同。在色谱柱的 选择上，多使用 CP － Sil 88 或 DB － Wax 两种色谱 柱［3 － 5］，该类色谱柱用于分离 37 种脂肪酸甲酯时，
收稿日期： 2012 － 11 － 14 基金项目： 国家“十二五”科技重点项目（ 2012BAD33B02） ； 天津市科
技支撑项目（ 12ZCZDNC01300） 作者简介： 李昌模，1971 年出生，男，副教授，博士．
多选用造价昂贵的 100 m 色谱柱，这样的色谱柱使 用在气质联用仪上，不但会造成检测器的污染，影响 目标物的检测，还会对色谱柱本身有较大损耗，造成 不必要的经济损失。也有文献［6］将 DB － 5ms 色谱 柱用于脂肪酸 GC － MS 法的检测，但分离效果并不 明显。
硬脂酸
C18∶ 0 12． 90 ±Fra Baidu bibliotek0． 21
油酸
C18∶ 1，n9c 30． 80 ± 1． 25
亚油酸 C18∶ 2，n6c 3． 98 ± 0． 12
γ － 亚麻酸 C18∶ 3，n6 1． 49 ± 0． 08
表 1 不同甲酯化方法对无水奶油中脂肪酸组分的影响
油样，无水奶油为特种油脂，调和油为植物性油脂，猪 油为动物性油脂，并按 1． 3． 2 方法分别进行甲酯化， 以考察不同甲酯化方式对各油样中脂肪酸的影响。 2． 2． 1 无水奶油 由表 1 可知，三种甲酯化方法对 无水奶油进行甲酯化，脂肪酸各组分比例较稳定，占 主要含量的脂肪酸依次为油酸（ C18∶ 1 ，n9c） ，棕榈酸 （ C16∶ 0 ） ，硬脂酸（ C18∶ 0 ） 和十四碳酸（ C14∶ 0 ） ，共占总脂 肪酸的 80% 以上。饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的比 例也较稳定，其中不饱和脂肪酸约占 40% ，可知无水 奶油中以饱和脂肪酸为主。对于脂肪酸的检出种类， 盐酸甲醇法共检出脂肪酸 14 种，硫酸甲醇法检出 13 种，氢氧化钾甲醇法检出 12 种。氢氧化钾甲醇法对
本研究 对 比 了 DB － 5 ms，VF － 23 ms 两 种 色 谱柱对 37 种 脂 肪 酸 甲 酯 的 分 离 效 果，并 从 中 得 出了最佳分离检测方案。同时针对三种不同类 别 的 油 脂，通 过 比 较 4 % 盐 酸 甲 醇 法、0 ． 5 mol / L 氢氧化钾甲醇法和 4% 硫酸甲醇法三种不同的甲 酯 化 方 法，从 中 得 出 一 种 甲 酯 化 反 应 更 完 全，更 可靠的方法。
质量安全
粮油食品科技 第 21 卷 2013 年 第 4 期
食用油中脂肪酸检测方法的比较研究
李昌模，王玉倩，张 虹
( 天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457)
摘 要： 使用气相色谱—质谱( GC － MS) 联用技术对油脂中的脂肪酸进行检测，比较三种甲酯化方 法，并对比了 DB － 5ms，VF － 23ms 两种毛细管色谱柱对 37 种脂肪酸甲酯的分离效果。结果表明 VF － 23 ms 色谱柱具有更好的分离效果，4% 盐酸甲醇法具有最好的甲酯化效果。研究为油脂中脂 肪酸的气相色谱—质谱检测提供了依据。 关键词： 气相色谱—质谱; 油脂; 脂肪酸; 毛细管色谱柱; 甲酯化 中图分类号： TS 227 文献标识码： A 文章编号： 1007 － 7561（ 2013） 04 － 0074 － 04
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粮油食品科技 第 21 卷 2013 年 第 4 期
质量安全
1 材料与方法
1． 1 材料与试剂 4% 盐 酸 甲 醇 溶 液 （ 4 mL 盐 酸 溶 于 96 mL 甲
醇） ； 0． 5 mol / L 氢氧化钾甲醇溶液（ 2． 8 g 氢氧化钾 溶于 100 mL 甲醇） ； 4% 硫酸甲醇溶液（ 4 mL 硫酸溶 于 100 mL 甲醇） ； 无水硫酸钠； 正己烷（ 色谱纯） ； 37 种脂肪酸甲酯标准品购于 Sigma 公司。 1． 2 仪器条件