食用油甘油三酯及其氧化聚合物分析方法研究进展_耿曼璐

摘要： 综述了食用油甘油三酯（ TAGs） 及其氧化聚合物 （ TGP ） 的分析方法。 主要包括气相色谱法、 高效液相色谱法、 超临界流体色谱法对 TAGs 的分析方法， 以及高效体积排阻色谱法、 近红外光谱 法、 黏度法、 介电常数法和核磁共振法对 TGP 的分析方法。目前 TAGs 的分析方法研究已取得突破 TGP 的化学结构与形成机理仍不 性进展， 而国内外对 TGP 的研究均是将其作为一种单体来研究， 明确， 因此对于 TGP 的进一步分离与结构鉴定， 有待于深入研究。TAGs 及其 TGP 分析方法的研究 对监控食用油质量、 保障食用油安全有重要意义。 关键词： 食用油； 甘油三酯； 氧化甘油三酯聚合物； 分析方法 中图分类号： TS225． 1 ； TQ646 文献标识码： A 文章编号： 1003 － 7969 （ 2017 ） 01 － 0134 － 05
134 检测分析
CHINA OILS AND FATS
2017 Vol. 42 No. 1
食用油甘油三酯及其氧化聚合物分析方法研究进展
1 1 赵贝贝 ， 兰 耿曼璐 ， 2 1 韬， 陆启玉
（ 1． 河南工业大学 粮油食品学院 ， 郑州 450001 ； 2． 中国标准化研究院， 北京 100191 ）
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CHINA OILS AND FATS
2017 Vol. 42 No. 1
Hu［15］、 Wei［16］等用苯 基 － 己 基 改 性 硅 胶 固 定 相、 银离子改性辛基 － 磺基硅胶固定相分离 TAGs， 这两种混合模式固定相的分离机理同时包括疏水作 用和 π － π 作用， 因此与 C18 柱、 银离子柱对比， 分 离效果更好。混合模式色谱显著提高了一维色谱分 离 TAGs 的分离效果。但由于 TAGs 种类庞大， 组成 复杂， 存在多种异构体， 且理化性质相似， 仅使用一 维色谱来鉴定 TAGs 很难达到满意的分离效果。 1． 2． 5 二维液相色谱法 二维液相色谱（ 2D － HPLC ） 较一维色谱提升了 分辨率和峰容量， 同时对 TAGs 的分离选择性更高。 将 NAＲP － HPLC 和 Ag － HPLC 两种保留机理不同 且互补的色谱法离线或在线联用， 是实现 TAGs 分 离分析最有效的方法 Hu 等
产物中比 TAGs 极性更大的成分的总和， 统称为极 性组分。极性组分总量测定是目前评价油脂氧化程 度的最佳方法。 许多国家规定极性组分含量超过 25% 27% 的油脂必须强制废弃， 我国在 2003 年也 规定其含量不能超过 27% 。 极性组分主要包括氧 化甘油 三 酯 寡 聚 物 （ TGO ） 、 氧化甘油三酯二聚物
2017 年 第 42 卷 第 1 期
中
国
Fra Baidu bibliotek
油
脂
135 ＲP － HPLC 是最重要的 TAGs 分离分析 目前，
（ TGD） 、 其中 TGO 氧化甘油三酯单体 （ Ox － TG ） 等， 和 TGD 统称为极性甘油三酯聚合物 （ TGP ） 。 TGP 在油脂的加工、 储藏、 使用过程中总量持续递增， 尤 ［2 ］ 其以高温煎炸过程更甚 。 TGP 作为深度氧化产 物， 即使经再次常规精炼也不衰减， 是可以表征油脂 氧化程度的内源性指标， 对食用油 TGP 的检测具有 十分重要的意义。本文对食用油 TAGs 及其 TGP 的 分析方法研究进展进行简要综述， 为食用油的安全 检测提供参考。 1 TAGs 的分析方法 随着多种色谱技术的发展与应用， 目前食用油 TAGs 的分析方法研究已取得显著进展 ， 主要有气相 色谱法、 液相色谱法、 超临界流体色谱法等。 1． 1 气相色谱法（ GC ） 由于 TAGs 的沸点高， 不易挥发， 利用气相色谱 法测定 TAGs 前需要经过脂肪酸的衍生化， 即 TAGs 通过甲酯化反应生成沸点低易挥发的脂肪酸甲酯 。 但此方法只能测定脂肪酸的种类及含量 ， 无法确定 ［3 ］ TAGs 中脂肪酸的位置信息。 Haddad 等 采用气相 色谱法对 TAGs 进行了研究， 通过比较标准品的保 留时间确定脂肪酸甲酯， 然后计算出相对含量。 TAGs 无 近年来随着高温气相色谱技术的发展 ， 需衍生化即可进入气相色谱， 使用较高的色谱柱温 使用耐受温度达 400 ħ 的 非极性柱 DB － 1ht 毛细管柱分析未衍生化的 TAGs 进行分析 。王丽丽等 混合物， 可获得丰富的 TAGs 色谱峰信息。 但高温 气相色谱法存在固定相流失严重 、 柱寿命短、 固定相 极性受限等缺点， 此外高温对不饱和度相对较高的 TAGs 有破坏作用， 且无法实现对 TAGs 位置异构体 的鉴定， 因此气相色谱法在 TAGs 分析方面的应用 受到了限制。 1． 2 1． 2． 1 高效液相色谱法（ HPLC ） 反相色谱法 反相色谱法 （ ＲP － HPLC ） 使用非极性固定相、 极性洗脱液， 基于溶质在流动相和固定相之间的分 配比进 行 分 离。 TAGs 在 非 水 反 相 色 谱 （ NAＲP － HPLC ） 的保留顺序取决于当量碳数（ ECN） ， 即 TAGs ［5 ］ 中总碳数减去 2 倍的双键数 。 C30 色 Miroslav 等 比较了传统 C18 色谱柱、 谱柱、 亚 2 μm 超高效 C18 色谱柱和 C18 整体柱对 黑加仑油 TAGs 组分的分离效果。He 等 使用总长 40 cm 的串联超高效 C18 色谱柱（ 10 cm + 15 cm + 15 cm） 分离 TAGs， 实现了比普通 HPLC 更精细的分离 分析， 并可根据 TAGs 间的精细差异检测食用油的 掺伪。
据。因此， 开展 TAGs 的分析方法研究， 对监控食用 油质量、 保障食用油安全有重要意义。 油脂在精炼、 煎炸、 储藏过程中会发生一系列物 理化学变化， 如氧化反应、 聚合反应、 水解反应等。 油脂氧化引起风味劣变、 营养丧失、 生物学损害、 组 织老化等一系列问题， 危害人体健康
［1 ］
。 油脂氧化
Advance in analysis methods for triacylglycerols and its oxidized polymers in edible oil ZHAO Beibei1 ， LAN Tao2 ， LU Qiyu1 GENG Manlu1 ，
（ 1． College of Food Science and Technology ， Henan University of Technology ， Zhengzhou 450001 ， China； 2． China National Institute of Standardization ， Beijing 100191 ， China） Abstract： The analysis methods for triacylglycerols （ TAGs ） and its oxidized polymers （ TGP ） in edible oil were reviewed ， containing gas chromatography ， high performance liquid chromatography and supercritical fluid chromatography for analysis of TAGs， as well as size － exclusion chromatography ， near infrared spectrometry ， viscosity， dielectric constant and nuclear magnetic resonance for analysis of TGP． Analysis methods for TAGs had already made breakthrough． However ， TGP was still studied as a monomer at home and abroad ， and its chemical structure and formation mechanism had not been reported yet ， so it need further research on the separation and structure identification． The study had important significance for quality supervision and safety ensurance of the edible oil． Key words： edible oil； triacylglycerols； oxidized triacylglycerol polymers； analysis method
收稿日期： 2016 － 03 － 02 ； 修回日期： 2016 － 09 － 29 基金项目： 河南省高等学校重点科研项目 （ 15A150009 ） ； 河 南工业大学高层次人才基金 （ 2013BS029 ） 作者简介： 耿曼璐（ 1992 ） ， 研究方向为食品资 女， 在读硕士， mail） gengmanlu@ 163． com。 源开发与利用（ Email） gentlebeibei@ 163． com。 通信作者： 赵贝贝， 讲师（ E-
［ 7 ］ ［6 ］ ［4 ］ ［4 ］
体系， 但 ＲP － HPLC 很难分离具有相同当量碳数的 TAGs。单独 使 用 ＲP － HPLC 不 能 实 现 复 杂 油 脂 TAGs 的完全分离， 尤其是同分异构体与位置异构体 的分离。 1． 2． 2 银离子色谱法 银离子色谱（ Ag － HPLC ） 是使用银离子键合硅 胶或类似的填充柱， 基于银离子与 TAGs 不饱和脂 肪酸双键之间弱的 π 络合吸附作用将双键数和双 键位置不同的 TAGs 进行分离的技术， 对 TAGs 中顺 ［8 － 11 ］ 。 反异 构 体 和 位 置 异 构 体 的 分 离 非 常 有 效 Nikolova － Damyanova［8］ 认为具有相同 碳 原 子 数 的 TAGs， 不饱和程度越高在 Ag － HPLC 上保留越强。 近些年的研究指出， 将多根商品化的银离子色 谱柱 串 联 使 用， 有 助 于 提 高 TAGs 异 构 体 的 分 离 ［10 － 11 ］ 。Miroslav 等［10］将 3 根银离子柱串联， 度 分离
㊅ apek 等 将 3 根 了部分的 TAGs 位置异构体。Holc 结 合 多 种 质 谱 检 测 器， 将 32 对 银 离 子 柱 串 联， ［11 ］
ABA / AAB 型 的 TAGs 位 置 异 构 体、 11 对 ABC / ACB / BAC 型的 TAGs 位置异构体进行了分离鉴定。 但此 方 法 相 对 耗 时， 增 加 分 析 成 本， 且只能实现 TAGs 的部分分离。 单独使用银离子柱不能满足复 杂样品 TAGs 的分离， 但 Ag － HPLC 是对 ＲP － HPLC 分离 TAGs 的重要补充。 1． 2． 3 手性色谱法 手性色谱是通过手性固定相， 引入手性环境使 目标分子对映异构体间呈现物理特征差异 ， 从而达 到分离目的。目前已有多种类型的手性固定相用于 ［12 － 14 ］ 。 互为对映体的 TAGs 分离 5 － 二甲苯酚氨基甲酸酯改性 Gotoh 等［12］用 3 ， 环糊精 手 性 固 定 相 分 离 棕 榈 油 sn － OOP 与 sn － POO 对映体。 Miroslav 等［14］ 将两 根 手 性 色 谱 柱 串 联， 分离了榛子油中互为对映异构体的 TAGs。这些 手性固定相在互为对映体的 TAGs 分离方面均取得 了一定成功， 但手性色谱法只适用于一些特定位置 上有特定双键数的 TAGs 异构体， 因此开展一种适 用范围广的 TAGs 对映异构体分离的手性色谱法还 有待进于一步研究。 1． 2． 4 一维混合模式色谱法 混合模式色谱是在一根色谱柱上能够实现两种 或多种分离机理共同主导的分离技术， 色谱分离的 基础是色谱固定相能同时提供多种作用力 。由于多 种作用力的存在， 混合模式色谱可以显著提高分离 选择性。多种保留机理的存在十分有利于复杂样品 的分离工作。
食用油是人体必需的能源和生理活性物质， 随 着人们生活水平的提高， 对于食用油的安全、 营养等 问题日益重视。 甘油三酯 （ TAGs ） 是天然油脂的主 要成分， 其种类庞大， 存在大量同分异构体和位置异 TAGs 中脂肪酸 构体， 且具有相似的物理化学性质， 的种类和结构是评估食用油的性质及营养供应的依