反式脂肪酸的檢測(cè)方法研究進(jìn)展綜述(共6頁(yè))

1、反式脂肪酸的檢測(cè)(jin c)方法研究進(jìn)展綜述趙琦 （福州大學(xué)生物(shngw)和醫(yī)藥技術(shù)研究院，福建 福州 350108） 摘要(zhiyo)： 綜述了紅外光譜分析法、氣相色譜法、銀離子薄層色譜法、氣相色譜質(zhì)譜法、高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳法等反式脂肪酸的檢測(cè)方法, 分析了TFA的性質(zhì)、危害、來(lái)源與控制措施。關(guān)鍵詞： 反式脂肪酸； 危害控制； 檢測(cè)方法Advance of Research on Detection Methods of Trans-fatty AcidZhao Qi （Institute of Biomedical and Pharmaceutical Technology

2、 ,Fuzhou University , Fuzhou Fujian 350108,China）Abstract: This article focuses on the detection methods of trans-fatty acids, including infrared spectroscopy, gas chromatography, thin layer silver ion chromatography ,gas chromatography quality spectrometry, high performance liquid chromatography, c

3、apillary electrophoresis etc, and its nature, hazards, sources and control measures.Keywords: trans-fatty acids； hazard control measures;；detection method 0引言自2006年的“麥當(dāng)勞反式脂肪酸”事件后, 反式脂肪酸問(wèn)題作為食品安全領(lǐng)域的焦點(diǎn)已引起全社會(huì)的共同關(guān)注1。TFA包括單不飽和反式脂肪酸和多不飽和反式脂肪酸，其化學(xué)結(jié)構(gòu)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)非共軛的雙鍵構(gòu)型。許多研究表明大量食用含TFA的食物會(huì)加速動(dòng)脈硬化，容易導(dǎo)致心腦血管疾病、冠心病 糖

4、尿病和老年癡呆等疾病，已成為近年來(lái)相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)2。了解其來(lái)源與預(yù)防措施對(duì)保障大眾的身體健康具有重要意義。為此，筆者在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合最新研究動(dòng)態(tài)，就TFA的性質(zhì)、危害、來(lái)源、檢測(cè)方法、控制措施和研究進(jìn)展等方面進(jìn)行綜述。TFA的性質(zhì)、危害及來(lái)源1.1性質(zhì)TFA是普通植物油經(jīng)過(guò)人為改造為“氫化油”過(guò)程中產(chǎn)生的。經(jīng)過(guò)人工催化，向不飽和脂肪酸為主的植物油中適度引入氫分子，就可以將液態(tài)不飽和脂肪酸變成易凝固的飽和脂肪酸，從而使植物油變成像黃油一樣的半固態(tài)甚至固態(tài)。其中，有一部分剩余不飽和脂肪酸發(fā)生了”構(gòu)型轉(zhuǎn)變”從天然的”順式”結(jié)構(gòu)異化成”反式”結(jié)構(gòu),就是TFA。TFA 反式雙鍵的存在

5、使脂肪酸的空間構(gòu)型產(chǎn)生了很大的變化，脂肪酸分子呈剛性結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出的一些特性是介于飽和脂肪酸和順式脂肪酸之間的。1.2 危害TFA對(duì)心血管系統(tǒng)有不良影響，能升高人體血清中低密度脂蛋白(LDL)膽固醇含量，同時(shí)能降低高密度脂蛋白(HDL)膽固醇含量，因而促進(jìn)動(dòng)脈硬化,促進(jìn)血栓形成，影響嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育，增加?jì)D女患型糖尿病的概率3，導(dǎo)致大腦功能的衰退，易患老年癡呆癥，致癌性（尚存爭(zhēng)議）。1.3 來(lái)源(liyun)反式脂肪酸的來(lái)源分為天然(tinrn)的和加工過(guò)程中生成的反式脂肪酸兩大類(lèi)，具體為以下(yxi)幾個(gè)方面。1.3.1來(lái)自反芻動(dòng)物的肉及乳制品 天然反式脂肪酸主要來(lái)自于反芻動(dòng)物( 如牛、羊) 的

6、肉及乳制品，但其中含量很低，主要是由飼料中的部分不飽和脂肪酸經(jīng)過(guò)反芻動(dòng)物瘤胃中微生物的生物氫化作用而形成。乳制品中反式脂肪酸的含量普遍較低 隨季節(jié)、地區(qū)、飼料組成以及動(dòng)物品種的不同，乳制品中反式脂肪酸的含量和組成也會(huì)產(chǎn)生較大的差異，如羊奶中的反式脂肪酸含量低于牛奶。1.3.2來(lái)自于油脂的氫化 油脂氫化是指將氫通過(guò)加成反應(yīng)加到脂肪酸鏈的雙鍵的過(guò)程 在氫化過(guò)程中，油先與催化劑( 通常是鎳) 混合后加熱到所需溫度(140225) 壓力達(dá)到413.69KPa下與氫作用。在此過(guò)程中一部分雙鍵被飽和，另一部分雙鍵發(fā)生位置異構(gòu)或轉(zhuǎn)變?yōu)榉词綐?gòu)型( 即反式脂肪酸) 反式脂肪酸的含量和種類(lèi)由于氫化條件 氫化深度和

7、原料中不飽和脂肪酸含量的不同而有較大的差異傳統(tǒng)氫化是在鎳的催化下進(jìn)行的，由于反式脂肪酸具有比順式脂肪酸更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)， 因此在高溫 高壓的催化條件下能夠大量生產(chǎn)，故而傳統(tǒng)的氫化工藝產(chǎn)生的反式脂肪酸較多，通過(guò)原料選擇和工藝優(yōu)化可在一定程度上降低反式脂肪酸的生成量。超聲波氫化和電化學(xué)氫化等新工藝所產(chǎn)生的反式脂肪酸比傳統(tǒng)工藝少，酶技術(shù)的應(yīng)用更能大大提高產(chǎn)物的選擇性，但技術(shù)含量較高。1.3.3來(lái)自于油脂的精煉 油脂的精煉是指清除植物油中所含固體雜質(zhì)，游離脂肪酸、磷脂、膠質(zhì)、蠟、 色素、異味等的一系列工序的統(tǒng)稱(chēng)4。在精煉過(guò)程中，反式脂肪酸的產(chǎn)生主要發(fā)生在脫臭階段。天然植物油均由順式不飽和脂肪酸所構(gòu)成，而基

8、本不含有反式脂肪酸或含量很低。但在進(jìn)行脫臭處理時(shí)，油脂中的不飽和脂肪酸暴露在空氣中，在高溫環(huán)境下發(fā)生熱聚合反應(yīng)，更易發(fā)生異構(gòu)化，使TFA含量增加，通常會(huì)形成3%6%的反式異構(gòu)體。在該過(guò)程中，TFA的產(chǎn)生量與加熱溫度、溫度保持時(shí)間以及植物油的種類(lèi)有關(guān)，脫臭階段溫度較高、高溫狀態(tài)保持時(shí)間較長(zhǎng)，故TFA的形成量也較多。1.3.4來(lái)自于食品的加工過(guò)程 日常食用的很多加工食品中存在含量不等的反式脂肪酸，主要來(lái)自配料中存在的和加工過(guò)程中吸附的油脂。一些焙烤和油炸食品如油餅、丹麥餡餅、炸雞、炸土豆條等，以及假奶酪、人造奶油、冰淇淋、糖果等食品TFA含量可能較高， 其中有很大部分是由于加工時(shí)使用了部分氫化油脂

9、所致，其TFA含量隨氫化油用量和飽和度的不同而產(chǎn)生較大差異。當(dāng)煎炸油或加工原料中含有較多的TFA時(shí)，產(chǎn)品中也會(huì)有較多的TFA。未添加氫化油脂的焙烤食品中反式脂肪酸主要產(chǎn)生于加熱過(guò)程，食物高溫烹調(diào)過(guò)程中可遇到光、熱和其他催化作用，順式脂肪酸在這些因素的作用下，通過(guò)異構(gòu)化轉(zhuǎn)變?yōu)榉词街舅帷? 檢測(cè)(jin c)方法評(píng)述(pn sh)2.1 反式脂肪酸的分析方法TFA 的分析方法已有較多報(bào)道(bodo)，包括紅外光譜（IR），氣相色譜（GC），液相色譜，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）以及一些結(jié)合使用的方法。2.1.1 紅外光譜法（IR)原理：TFA分子的反式構(gòu)型雙鍵由于其C-H的平面外振動(dòng)，使得T

10、FA在966cm處存在最大吸收，而順式構(gòu)型的雙鍵和飽和脂肪酸在此處卻沒(méi)有吸收。因此利用這一原理可確定油脂中是否存在 TFA并進(jìn)行定量分析。 方法：需要使用二硫化碳作為稀釋溶劑，將油脂中的脂肪酸甲酯化,然后在900-1050cm-1范圍內(nèi)進(jìn)行IR分析, 把得到的光譜數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)溶液數(shù)據(jù)對(duì)照,計(jì)算TFA含量 優(yōu)點(diǎn)：IR所定量的是脂肪酸中 TFA的總量, 不受TFA體結(jié)構(gòu)的影響 缺點(diǎn): a 經(jīng)過(guò)樣品處理過(guò)程后,方法的靈敏度和檢出限都大大降低； b 不能同時(shí)獲得異構(gòu)體組成的信息； c 目標(biāo)分析物體系中的共軛雙鍵含量不能大于1%(共軛雙鍵的吸收帶在950cm-1和990cm-1處) ； d 測(cè)定體系中不能

11、存在游離的羧基和甘油羥基(O-H的平面外振動(dòng)最大吸收在935cm-1處),否則會(huì)干擾反式構(gòu)型雙鍵中 C- H的最大吸收,降低測(cè)定值的精確度； e 樣品中TFA含量應(yīng)不低于5%,否則測(cè)定結(jié)果的誤差較大, 精度不高。改進(jìn)方法：采用標(biāo)準(zhǔn)加入法以消除共軛雙鍵對(duì) TFA定量的影響結(jié)果 ：改進(jìn)后的方法可用于對(duì)總脂肪含量低于5% 且TFA含量低于總脂肪含量 10% 的樣品的測(cè)定。2.1.2 傅里葉變換近紅外光譜(FTIR)原理：利用反式雙鍵在966cm-1處有吸收，進(jìn)行紅外分析。 優(yōu)點(diǎn): 可提高信噪比及高波長(zhǎng) 的校準(zhǔn)精度，增加光通量，且可自動(dòng)進(jìn)行樣品處理和數(shù)據(jù)分析, 并能夠快速定量檢測(cè) TFA比IR更準(zhǔn)確，

12、更方便 缺點(diǎn)：準(zhǔn)確性很大程度上取決于背景參照物的選擇（最合適的參照物是不含TFA且和油脂的脂肪酸組成盡可能相似的物質(zhì)） 2.1.3氣象色譜法（GC法）原理：脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度、不飽和度和雙鍵的幾何構(gòu)型等結(jié)構(gòu)上的差異,使脂肪酸在氣相色譜柱上的保留時(shí)間有所不同。脂肪酸在非極性氣相色譜柱上的保留時(shí)間主要由碳鏈長(zhǎng)度決定; 在極性氣相色譜柱上的保留時(shí)間由極性和碳鏈長(zhǎng)度共同決定,因此極性氣相色譜柱對(duì)不飽和脂肪酸的分離更有效5。 優(yōu)點(diǎn)：操作比較簡(jiǎn)單，設(shè)備比較便宜，易推廣 2.1.4銀離子(Ag+)相關(guān)技術(shù)原理(yunl):Ag+與不飽和脂肪酸的雙鍵間存在(cnzi)作用力，該作用力隨雙鍵數(shù)量的增多而增強(qiáng)，隨鍵

13、長(zhǎng)的增加而減弱，并且Ag+與順式脂肪酸的結(jié)合(jih)比與TFA牢固,故而實(shí)現(xiàn)了順、反式脂肪酸的分離。 方法： Ag+-SPE對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)分離，可消除順式脂肪酸對(duì)TFA產(chǎn)生的干擾，以達(dá)到準(zhǔn)確定量TFA的目的。缺陷：沒(méi)有研究被分離脂肪酸的回收率，且沒(méi)有對(duì)各種不同基質(zhì)萃取的脂肪酸的分離效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。Ag+-TLC可將脂肪酸甲酯中的順、反式異構(gòu)體分離，再用GC分析各條帶的脂肪酸，能避免樣品整體分析時(shí)順、反式異構(gòu)體的色譜峰重疊，使TFA得到更好的分離。 缺陷： Ag+-TLC中的銀離子的真實(shí)濃度難以確定，且在薄板的浸漬過(guò)程中，銀離子易氧化，不易被均勻的吸附，因此對(duì)操作技術(shù)要求較高，且樣品用量大，分離步

14、驟繁瑣，分離時(shí)間長(zhǎng)、易污染。 Ag+- HPLC采用Ag+溶液浸漬色譜柱，以正己烷-乙腈進(jìn)行洗脫，紫外(UV)檢測(cè)器檢測(cè)，可分離氫化油樣品中部分C18：1的位置異構(gòu)體。使用單柱Ag+- H PLC對(duì)脂肪酸的順、反式異構(gòu)體的分離并不理想，將多根色譜柱串聯(lián)完全可以滿(mǎn)足大多數(shù)分析的要求，但檢測(cè)費(fèi)用較高。 缺陷：商業(yè)化生產(chǎn)的銀離子高效液相柱較少、價(jià)格昂貴且易打碎6。 2.1.5毛細(xì)管電泳法(CE)原理：CE是以毛細(xì)管為分離通道、以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力的分離技術(shù)。 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)擴(kuò)散系數(shù)小的生物大分子而言，其柱效要比HPLC高得多。與普通電泳相比，由于其采用高電場(chǎng)，因此分離速度要快得多。 缺點(diǎn)：分離效果遠(yuǎn)不及

15、GC和Ag+- HPLC；多采用含水電解質(zhì)，影響油脂的溶解度，且UV檢測(cè)器靈敏度較低，使CE在油脂分析中的應(yīng)用受到限制。 2.1.6核磁共振法(NMR)方法：采用碳譜(C-13NMR)檢測(cè)氫化植物油中順/反式及雙鍵位置異構(gòu)體組成7，通過(guò)比較樣品各個(gè)峰的面積與各種標(biāo)準(zhǔn)品在核磁譜中的面積進(jìn)行定量。 優(yōu)點(diǎn)：同氣相色譜法相比，核磁法最大的優(yōu)點(diǎn)是速度快，非常適合食品中反式脂肪酸的快速檢測(cè) 2.2總述 FTIR只能對(duì)TFA的總量進(jìn)行定量,不能給出TFA的結(jié)構(gòu)信息(包括雙鍵位置和鏈長(zhǎng)) ,但操作起來(lái)快速簡(jiǎn)便,適用于營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽的常規(guī)分析,可用于植物油、 部分氫化植物油及人造奶油中TFA的測(cè)定。值得指出的是, 在

16、對(duì)TFA進(jìn)行定量分析的時(shí)候,應(yīng)注意是否存在共軛亞油酸, FTIR用于營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽的常規(guī)分析時(shí)應(yīng)去除共軛亞油酸的干擾。高極性的氣相色譜柱的使用在很大程度上提高TFA的定性、 定量分析水平, 但如果單獨(dú)使用GC對(duì)TFA進(jìn)行分析,部分脂肪酸的順、反式異構(gòu)體不能完全分離, 且有部分TFA和其他脂肪酸存在共洗脫現(xiàn)象, 降低了TFA定量的準(zhǔn)確性8。使用Ag+-TLC、Ag+-SPE或 Ag+-HPLC對(duì)TFA進(jìn)行預(yù)分離處理,可使上述缺陷得到一定改善,達(dá)到較好的定量效果,但此類(lèi)方法操作繁瑣、對(duì)檢測(cè)條件要求較高、檢測(cè)周期較長(zhǎng)、實(shí)用性較差、不推薦用于常規(guī)分析。 3 控制(kngzh)措施(cush)及研究進(jìn)展3.1

17、 控制措施目前(mqin), 國(guó)內(nèi)控制 TFA的措施一般有以下幾種：1. 改進(jìn)油脂氫化過(guò)程的條件, 采用新型昂貴金屬作催化劑或超臨界一體液化反應(yīng)2. 減少油脂氫化技術(shù)的使用, 添加抗氧化物質(zhì), 利用膠化劑替代或采用油脂之間的調(diào)配技術(shù)3. 改善油脂脫臭工藝, 采用瑞典 Alafalaval 公司開(kāi)發(fā)的脫臭用薄膜式填料塔與熱脫色用傳統(tǒng)塔盤(pán)組合新型軟塔脫臭系統(tǒng)4. 采用酯交換技術(shù), 一般分為化學(xué)法酯交換反應(yīng)和酶法脂交換反應(yīng) 5. 進(jìn)行油料育種改良, 降低植物油料中的多不飽和脂肪酸含量,并作為氫化加工的原料油 6. 食用不飽和脂肪酸含量低的椰子油和棕櫚油的分提產(chǎn)物 7. 日常合理膳食, 尤其是兒童 3

18、.2 研究進(jìn)展 國(guó)外關(guān)于食品中TFA的研究比較系統(tǒng)。有關(guān)食品中TFA的產(chǎn)生、危害和形成途徑以及檢測(cè)方法等都做了較深入的研究，取得了可喜的成果，但尚不完善，還有很多工作要做。在TFA與人體健康方面，有關(guān)TFA在疾病發(fā)生中的作用機(jī)理以及究竟是哪種TFA存在問(wèn)題，還有待于研究確認(rèn)。在TFA的檢測(cè)方面，現(xiàn)有的測(cè)定方法都比較繁瑣9，對(duì)檢測(cè)條件要求較高，檢測(cè)周期較長(zhǎng)實(shí)用性較差，還有待完善，建立更為有效、快捷的檢測(cè)技術(shù)。在TFA的立法方面，世界各國(guó)參差不齊。發(fā)達(dá)國(guó)家優(yōu)先立法，而有些發(fā)展中國(guó)家開(kāi)始重視立法并有所行動(dòng)。在TFA的消減方面，實(shí)用的研究成果很少。我國(guó)的TFA消減方法大多是建立在綜述、評(píng)論、理論性推測(cè)

19、和描述性等幾個(gè)方面，實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用較少。4 結(jié)語(yǔ)食品營(yíng)養(yǎng)知識(shí)的匱乏使我國(guó)民眾對(duì)TFA的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。隨著西式快餐的興起飲食文化的日益西化，牛羊肉、乳制品消費(fèi)的不斷增加以及人造奶油、植物起酥油等氫化油在我國(guó)的大量生產(chǎn)和使用，TFA已經(jīng)大量進(jìn)入我國(guó)居民的膳食結(jié)構(gòu)中，由此所帶來(lái)的健康危險(xiǎn)正在逐年增加10，這必須引起我國(guó)政府、學(xué)術(shù)界、企業(yè)界和公眾的高度重視?？梢哉f(shuō)，有關(guān)TFA的安全性、應(yīng)用性及其相關(guān)控制與消減技術(shù)已成為當(dāng)今食品科學(xué)界研究的新熱點(diǎn)問(wèn)題。參考文獻(xiàn)Maria B F, Gabriela MT, Guillermo HC eta1.Hydrogenationofedibleoil over Pd catalysts A combined theoretical and experimental studyJ.Journal of Molecular Catalysis A hemical 2005,237(2); 67-79.Food and Drug Administration.Food labeling Trans fatty acids innutrition labeling nutrient content claims and health claimsJ.Federal Register 2003,68(133); 414