反式脂肪酸分析方法的研究进展Word格式.doc

1、生长发育。丹麦政府依据该国营养委员会对 TFA 潜在危害性的研究结论， 于 2003 年 6月制定了严格的规定，成为世界上第一个对食品中TFA设立法规进行限制的国家。美国食品和药品监督管理局（FDA）在2003年7月作出规定：自2006年1月1日起，食品营养标签中必须标注产品的饱和脂肪酸含量及TFA的含量。近年来，人们对TFA 问题日益关注，TFA 成为研究的热点。本文综述了TFA 的来源、存在形式及分析方法方面的研究进展。1 TFA 的来源及其存在形式1.1 反刍动物 （如牛、羊等） 脂肪及其乳制品 反刍动物体脂及乳制品中的 TFA 约占总脂肪酸含量的 1%8%， 主要来源于饲料中不饱和脂肪

2、酸在反刍动物肠腔中丁酸弧菌属菌群的酶促生物氢化。双键所在的位置有 416位，其中以11t- 18：1为主。1.2 植物油脂精炼过程中的高温脱臭 油脂脱臭过程中形成的 TFA 为总脂肪酸含量的 3%左右， 主要来源于亚油酸和亚麻酸的顺反异构， 以单反式多不饱和脂肪酸为主，反式单不饱和脂肪酸的含量极少。其主要形式有 9c， 12t- 18、 2 9t， 12c- 18、9c， 12c， 215t- 18 3、9t， 12c，15c- 18。 31.3 植物油脂的选择性氢化 食用油脂选择性氢化是 TFA 的主要来源。人造奶油、起酥油、煎炸油等以氢化油为原料， 其 TFA 含量较高。人造奶油中 TFA

3、 含量随品种的不同而有所差别，一般在5%30%； 起酥油为 20%30%； 深度煎炸油在30%以上，有的甚至高达 50%。在选择性氢化过程中， 植物油脂中多不饱和脂肪酸不饱和度降低， 双键发生顺反异构和位置异构，形成了大量的反式十八碳单烯脂肪酸 （t- 18：1） 和一定量的反式十八碳双烯脂肪酸 （tt- 18：2，c/t- 18：2） 。氢化油中 t- 18：1 脂肪酸的位置异构体有 416， 其中以 9t- 18：1、10t- 18：1 和 11t- 18：1 三种位置异构体为主。2 TFA 的分析方法 TFA 的分析方法很多， 如光谱法、色谱法、电泳分析法、臭氧分析法等， 以红外光谱法和

4、色谱法最为常用。2.1 TFA 的红外光谱 （IR）分析 反式构型的双键由于其 C-H 的平面外振动， 使得TFA 在 966cm-1 处存在最大吸收， 而顺式构型的双键和饱和脂肪酸在此处却没有吸收。因此， 利用这一原理可以确定油脂中是否存在 TFA 并进行定量分析。 红外光谱法测定 TFA 快速、简便，但是存在以下缺点：体系中共轭双键含量不能大于1% （共轭双键的最大吸收在 950 cm-1990 cm-1之间）；测定体系中不能存在游离的羧基和甘油羟基（ O-H 的平面外振动最大吸收在 935 cm-1处） ，否则会干扰反式双键中 C- H 的最大吸收，降低测定值的精确度。为了取得较好的测定

5、结果，一般需进行预处理， 将油样甲酯化；样品中 TFA 含量应不低于 5%，否则测定结果的误差较大，精度不高。用传统的红外光谱法测定 TFA 含量低于 5%的体系时，测定结果的相对标准偏差达 50%。 随着红外光谱技术的不断发展， 红外光谱法在TFA测定中的应用日益增加， 分析技术日趋成熟。采用全反射傅立叶变换红外光谱法 （ATR- FTIR） 测定油脂中的 TFA，以不含 TFA 的油样作为参照物，所得TFA谱图在 966cm-1处呈现对称峰形， 基线水平（ 如图 1 所示），且该方法不需进行样品的甲酯化处理，不需要使用有毒溶剂二硫化碳。采用 ATR- FTIR 对不同的甘油三酯样品进行直接

6、测定， 结果显示，TFA 的含量为 1.95%39.12%，测定结果的相对标准偏差为 18.97%1.62%； 样品经甲酯化处理后，测得的结果为 3.41%39.08%， 相对标准偏差为 18.46%0.9%。用 TFA 含量为 0.53%40.69%的一系列标准品评价上述结果的准确度时， 最大误差- 11%，平均误差 1.3%。图 1 TFA 的ATR-FTIR光谱图（上）和FTIR光谱图 （下）2.2 TFA 的气相色谱 （GC） 分析 气相色谱法已被广泛的应用于脂肪酸组成分析，脂肪酸的碳链长度、不饱和度和双键的几何构型等结构上的差异， 使脂肪酸在气相色谱柱上的保留时间不同。1956年，J

7、ames等人采用4英尺长的Apiezon M 填充柱首次实现了饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的分离。脂肪酸在非极性气相色谱柱上的保留时间主要由挥发性决定，此时碳链长度是决定其保留时间的主要因素； 在极性气相色谱柱上的保留时间由极性和链长共同决定，因此极性柱对不饱和脂肪酸的分离更有效。McDonald 等人采用12%的 Silar10C为固定相的填充柱，使亚油酸中全顺式和全反式2种几何异构体达到了基线分离；亚麻酸的 8 种几何异构体也得到了部分分离，但是由于填充柱的柱长不够、柱效不高，未能实现亚油酸和亚麻酸顺、反式位置异构体的分离。阻燃性毛细管气相色谱柱的发展，极大地提高了气相色谱法的分离效率，毛细管

8、柱长由15m 增加至100m 时，柱子的有效塔板数由原来的40 000 增加到了250 000，使毛细管气相色谱法在脂肪酸分析中的应用得到了前所未有的发展。目前，常用于脂肪酸顺、反式位置异构体分析的气相色谱柱有CP- Sil88、SP-2560、SP- 2340和BPX-70，都以高极性的氰丙基为固定相， 由于氰丙基的含量不同极性有所差别，其中CP-Sil88的应用较为广泛。脂肪酸在此类高极性柱上的流出顺序为： 饱和、单不饱和、二不饱和；反式异构体在顺式异构体之前流出，但是顺、反式位置异构体仍有部分的重叠 （如图2所示）。图2毛细管柱100-mCP-Sil88分离乳脂的部分气相色谱图银离子薄层

9、色谱和气相色谱联用分析技术 （Ag-TLC/GC）可以解决顺、反式位置异构体在气相色谱图上的重叠问题，提高对 TFA 总量定量分析的准确度。该方法以Ag-TLC对样品中顺、反式异构体进行预分离，用溶剂提取Ag-TLC上的顺、反式异构体，再用GC对 TFA 进行定性和定量分析（如图3所示）。Cruz-Hernandez等人通过适当地降低柱温，实现了顺、反式脂肪酸各种位置异构体的基线分离 （如图4所示）。图 3 Ag- TLC/GC 分析乳脂中顺、反式脂肪酸的部分气相色谱图 图 4 100- mCP- Sil88 分析Ag- TLC分离后的 TFA （120）2.3 TFA 的银离子高效液相色谱（

10、Ag- HPLC）分析 由于Ag- TLC中的银离子的真实浓度难以确定，在薄板的浸渍过程中，银离子易氧化，而且不易被均匀地吸附， 因此Ag- TLC 对操作技术要求较高。Ag- TLC 的样品容量小，分离后的斑点较分散，定量也比较困难。因此，近年来人们用 Ag- HPLC 替代 Ag- TLC分离顺、反式不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸在银离子柱上的分离是由不饱和度和双键的顺、反式几何构型决定的。 Adlof等人采用Ag- HPLC对氢化油样进行分析，以正己烷- 乙腈（100：0.15， v/v）进行洗脱，示差折光 （RI）检测出现 4 个峰，按出峰顺序分别为饱和脂肪酸、t- 18：1、c-18：1

11、 和 18：2 （如图5所示）；以正己烷-乙腈（100：0.08，v/v） 进行洗脱，紫外（UV）检测样品中18：1脂肪酸的位置异构体，其中顺、反式脂肪酸位置异构体中的8和9都不能分开，10c- 18：1 的分离度较差 （如图 6所示）；当乙腈含量达 0.4%时， 可以检出多不饱和脂肪酸甲酯。 图 5 Ag- HPLC 分析氢化油的部分液相色谱图 （A：饱和脂肪酸， B： t- 18：1， C： c- 18：1， D：c- 18：2） 图 6Ag- HPLC 分析 18：1 脂肪酸位置异构体t-18：1，C：c-18：1） 乙腈在正己烷中的溶解度很小， 而且商业化生产的银离子高效液相柱较少、价

12、格昂贵， 在一定程度上局限了Ag- HPLC 在脂肪酸分析上的应用。3 结束语 在进行TFA分析时，IR、Ag-TLC/GC和 Ag-HPLC3种方法各有优缺点： 红外光谱法快速、简便， 但是在测定TFA含量小于5%的样品时误差较大， 且不能对各种位置异构体分别进行准确定量；Ag-HPLC 的测定条件较为温和， 分析时间较短， 顺式和反式18碳单烯不发生重叠，但是对各种位置异构体的分离度不高；Ag-TLC/GC能较好地实现各种位置异构体的分离， 准确地对各种位置异构的TFA进行定量， 但是操作技术要求高，分析时间较长。 上述方法在TFA的检测方面各有优缺点，还需要进一步研究快速、简便， 同时能

13、有效分离 TFA 的方法。比如，Ag-HPLC和GC 联用，克服Ag-TLC 在分析TFA时的困难、自动化程度高， 可以更为准确地定量顺、反式脂肪酸的各种位置异构体。 参 考 文 献1 W.C. Willet, M.J. Stampfer, I.E. Manson, et al. Intake oftrans fatty acids and risk of coronary heart disease among women J. The Lancet. 1993, 341: 581-585.2 S.E. Carlson, M.T. Clandinin. Trans fatty acids:

14、infant and fetal development J. Am. J. Clin. Ntur, 1997, 66: 715-736.3 AOCS Official Method Ce 1f- 96. Determination of cis- and trans-fatty acids in hydrogenated and refined oils and fats by capillary GLCS.4 AOCS Official Method Cd 14- 95 Reapproved 1997. Isolated trans isomers infrared spectrometric method S.5 AOAC Official Method 2000.10. Determination oftotal isolated trans unsaturated fattyacids in fats and oils. ATR- FTIR SpectroscopyS.6Smalley Series Report. American Oil Chemists Society, Champaign,