基于脂肪酸差异的肉制品中猪源性成分鉴别方法的研究

马灵飞,周 围，张雅珩,雷春妮,周小平*

(1.西北师范大学 地理与环境科学系，甘肃 兰州 730010；2.甘肃出入境检验检疫局 综合技术中心，甘肃 兰州 730010)



基于脂肪酸差异的肉制品中猪源性成分鉴别方法的研究

马灵飞1,2,周 围1,2，张雅珩2,雷春妮2,周小平1,2*

(1.西北师范大学 地理与环境科学系，甘肃 兰州 730010；2.甘肃出入境检验检疫局 综合技术中心，甘肃 兰州 730010)

建立了肉制品中脂肪酸的分析检测技术，通过分析脂肪酸含量、种类以及片段特征指纹图谱，实现了基于脂肪酸差异的肉制品中猪源性成分的鉴别。采用气相色谱法测定了大量肉制品，利用保留时间和质谱鉴定了36种脂肪酸成分，选取较为稳定的18种脂肪酸数据进行统计分析，确定不同油脂脂肪酸的差异，结合特征图谱，最终确定可用于鉴别猪源性成分的8种脂肪酸。该方法可用于确定肉制品中是否含有猪源性成分，方法简单、快速、成本低，辨别度较高，在猪源性成分鉴别中具有一定的应用前景。

脂肪酸;猪肉;鉴别；气相色谱法(GC)

猪肉是日常生活的主要副食品，具有补虚强身、滋阴润燥、丰肌泽肤的作用，是全世界普遍的肉品之一，各国均大量食用，但中东、部分亚洲、非洲等地的犹太教与伊斯兰教信徒不食用。我国信仰伊斯兰教的民族有十几个，聚居于新疆、河南、甘肃、宁夏、云南等地区，人口总数约2 500万。

猪源性成分是清真食品中的一项重要禁忌成分，国外一些国家利用农产品特定的身份信息进行农产品溯源研究，如脂肪酸因子识别溯源技术、核磁、红外光谱等指纹图谱技术等[1]，但这些技术在我国尚属空白，严重制约了我国肉类的质量安全鉴别、评价和追溯[2]。关于猪肉脂肪酸的研究也主要集中在油脂脂肪酸的比较分析[3]，而将脂肪酸用于猪肉鉴别方面的研究仍旧欠缺。

脂肪酸是肉中的必需组分，且比较稳定[4]，主要存在于油脂中，不同油脂的脂肪酸含量不同[5]。因此，通过脂肪酸特征图谱可以辨别不同种类的肉[6]。基于上述特征，本研究采用油脂提取/气相色谱分析脂肪酸，通过确定不同油脂脂肪酸的差异，以鉴别肉制品中的猪源性成分。

1 实验部分

1.1 材料与试剂

样品：各类常见植物油，生熟猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉，猪肉火腿、牛肉火腿、鸡肉火腿，为购自不同市场的不同批次的样品。

试剂：正己烷、丙酮、石油醚、苯(分析纯)；硅藻土；氢氧化钾-甲醇(0.4 mol/L)溶液：取2.24 g氢氧化钾溶于100 mL甲醇中配制；36种脂肪酸甲酯混标标准品购自美国AccuStandard公司；十一碳酸甘油三脂(纯度98%)购自Sigma公司。

1.2 仪器与设备

ASE100加热溶剂快速萃取机：美国Dionex公司，100 mL萃取池;Clarus600 型气相色谱仪：美国PerkinElmer 公司，附FID 检测器；毛细管色谱柱：HP-88，100 m×0.25 mm×0.20 μm。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理 样品粉碎，依照脂肪的含量称取样品，保证提取出的油脂量达到0.3 mL以上，根据样品的水分含量添加适量的硅藻土干燥，用研钵研磨充分(样品碾压破碎)。具体取样量根据样品中水分和脂肪的含量决定。本研究表明：样品中水分的含量大于80%时，样品的取样量与硅藻土质量一致；水分在60%～80%时，硅藻土的取样量为样品质量的80%；水分在60%以下，硅藻土的取样量为样品质量的50%。

研磨好的样品放入快速萃取仪萃取，获得试样溶液。将试样溶液置于鸡心瓶中旋转蒸发至近干(避免油脂过多粘黏在鸡心瓶内)后，放入烘箱(125 ℃)中烘1 h，转移至离心管中，1 000 r/min离心5 min，吸取上清液，待用。

准确称取试样上清液0.3 mL置于离心管中，加入石油醚与苯(1∶1)混合溶液2 mL，混匀后，加入2 mL氢氧化钾-甲醇溶液，混匀，静置30 min，最后加蒸馏水3 mL，旋涡振荡1 min，1 000 r/min离心10 min。取上清液1～2 mL过0.45 μm滤膜，供气相色谱分析。

1.3.2 萃取条件 溶剂：正己烷-丙酮(4∶1)，温度125 ℃，静态萃取时间：5 min，冲洗体积：100%，吹扫时间：60 s，静态萃取循环次数：3。

1.3.3 气相色谱分析条件 程序升温：120 ℃保持1 min，以10 ℃/min 升至175 ℃并保持10 min，以5 ℃/min 升至210 ℃并保持5 min，再以5 ℃/min升至230 ℃保持25 min；进样口温度250 ℃，恒流模式，流量1.0 mL/min；分流比100∶1；检测器温度 300 ℃。

1.4 鉴别方法

按照上述实验方法测定了不同肉制品的脂肪酸主要成分，采用面积归一化法结合内标对其进行定量，选取较为稳定的35种主要特征脂肪酸，结合特征图谱，最终确定可用于鉴别猪源性成分的8种脂肪酸，从而建立了基于脂肪酸差异的猪源性成分鉴别方法。

2 结果与讨论

脂肪酸主要来源于植物油和动物油以及相关衍生类产品，不同的动植物脂肪酸种类及含量不同，肉制品中常含有多种油脂，混合油脂对基于脂肪酸的猪源性成分鉴别的干扰极大，实验研究了几种常见动植物油的脂肪酸。

研究表明各类油脂的脂肪酸都有稳定的特征图谱，而植物油的特征图谱与动物油有较大的区别，植物油脂所含脂肪酸种类比动物油脂少，大多数植物油脂含有5～10种脂肪酸，很少含有奇数、支链或低于16个碳原子的不饱和脂肪酸，而动物油脂可能含有10～40种脂肪酸[7-8]。图1为混标样品的色谱图；各类油脂所含的脂肪酸含量各异，部分油脂中脂肪酸的色谱图见图2。

图1 脂肪酸甲酯标准色谱图Fig.1 Chromatogram of fatty acid methyl ester standard the numbers denoted were the same as those in Table 1

2.1 不同油中脂肪酸的特征图谱分析

肉中的脂肪酸在不同加工条件下会有变化，肉中不同部位脂肪酸也会发生变化，但大部分脂肪酸是稳定不变的，不同品种猪肌肉的脂肪酸差别较小[9-10]，不同部位猪肉肌间和皮下脂肪酸组成均无显著性差异[11-12]。

对各类样品分别进行20份样品的取样、分析、统计，比较了不同样品中36种常见脂肪酸的区别，比较了同一类肉样品在不同加工条件下不同部位的脂肪酸含量，当置信度在95%的范围内，不同油脂的脂肪酸组成及相对含量不同，部分样品的脂肪酸含量范围见表1。

表1 猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉、熟猪肉、熟牛肉中脂肪酸的相对含量范围(%)

(续表1)

NumberCompoundPork(猪肉)Cookedpork(熟猪肉)Beef(牛肉)Cookedbeef(熟牛肉)Mutton(羊肉)Chicken(鸡肉)12C16∶1n7(棕榈油酸)11～288265～394139～398299～326133～198488～58213C17∶0(十七碳酸)035～055024～08107～14508～14175～503012～02114C17∶1N7(十七碳-烯酸)01～10018～049034～0505～075101～139009～01215C18∶0(硬脂酸)120～15661105～16281961～33381528～19451801～2348618～131216C18∶1n9t(反式油酸)ND～008ND～01ND273～336ND～007ND17C18∶1n9c(油酸)3580～3901273～46532488～36673646～41013151～34153912～424318C18∶2n6t(反式亚油酸)002～01ND～021ND020～022ND～001ND19C18∶2n6c(亚油酸)945～1600611～924127～145159～335140～215816～143320C20∶0(花生酸)005～105ND～027ND～027002～017ND～022ND～01121C18∶2n6(R⁃亚麻酸)NDNDNDNDNDND22C18∶3n3(亚麻酸)045～075ND～254025～077022～075086～136073～09923C20∶1(顺⁃11⁃二十五碳-烯酸)ND～062018～075007～030NDND～102ND～05224C21∶0(二十一碳酸)ND～099NDND～002ND～014ND～013ND～00225C20∶2(二十碳二烯酸)043～065025～048ND～001NDNDND～00126C22∶0(二十二碳酸)ND～030001～002ND002～013NDND27C20∶3n6(顺⁃二十碳三烯酸)006～030006～02NDNDND004～01828C20∶3n3(二十碳三烯酸)005～021005～017NDNDNDND29C22∶1n9(芥酸)ND～056003～012ND012～015ND～024016～02130C23∶0(二十三碳酸)NDND～001NDND～002NDND31C22∶2n6(二十二碳二烯酸)ND～066ND～002ND～012NDNDND～02232C20∶5n3(二十碳五烯酸)NDNDNDNDNDND33C24∶0(二十四碳酸)001～050ND～001ND～004002ND～004ND～01334C20∶4n6(花生四烯酸)NDNDNDNDNDND34C24∶1n9(二十四碳一烯酸)NDNDNDNDNDND35C22∶6n3(二十二碳酸六烯酸甲醇)NDNDNDNDNDND

ND：the relative content of fatty acids was lower than 0.01% or not detected

研究表明，不同肉类的气相色谱指纹图谱相似度较高,可以作为研究肉制品中油脂脂肪酸的指标。其中，乙酸(C6∶0)、癸酸(C10∶0)、肉豆蔻酸(C14∶0)、十五碳酸(C15∶0)、棕榈酸(C16∶0)、棕榈油酸(C16∶1n7)、十七碳酸(C17∶0)、十七碳-烯酸(C17∶1N7)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1n9c)、亚油酸(C18∶2n6c)、反式亚油酸(C18∶2n6t)、花生酸(C20∶0)、顺-11-二十五碳-烯酸(C20∶1)、二十碳二烯酸(C20∶2)、芥酸(C22∶1n9)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、顺-二十碳三烯酸(C20∶3n6)共18种脂肪酸反映了肉中脂肪酸的主要特征，不同油脂中差异性明显，能特征性地区分不同肉类样品，可以作为稳定的特征指纹图谱参考指标。

2.2 不同油中脂肪酸的差异性分析

常见油脂的脂肪酸结果分析表明：除了油脂特征指纹图谱不同以外，部分脂肪酸差异性极其明显，但肉制品中可能同时含有多种油脂，仅通过特征指纹图谱有时难以鉴别。而通过对一些具有独特差异性的脂肪酸进行分析，可以确定肉制品中含有的油脂种类。

2.2.1 动物油中猪肉与其它油的区别分析 对常见动物油脂的研究显示：猪肉与其它动物油的部分脂肪酸具有明显差异性(见表2)，主要体现为反式亚油酸(C18∶2n6t)、顺-二十碳三烯酸(C20∶3n6)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、二十碳二烯酸(C20∶2)的含量差异。

研究表明：除鸡肉以外，其它油均检出反式亚油酸，但反式亚油酸在油的加工过程中也能够产生[13]，比如油炸，深度油炸均可极显著地提高大豆油中反式亚油酸的含量[14-15]。二十碳三烯酸(C20∶3n3)仅猪肉含有,其含量在0.05%～2.1%范围内；二十碳三烯酸(C20∶3n6)仅在猪肉及鸡肉中检出，二者含量相近，在0.06%～0.30%之间；二十碳二烯酸(C20∶2)在猪肉中含量较大，在0.25%～0.65之间。猪肉中二十碳二烯酸(C20∶2)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、顺-二十碳三烯酸(C20∶3n6)的比例为(20～5)∶(1～4)∶(1～2)。单独比较肉制品中猪肉的脂肪酸含量易受其他油脂的脂肪酸的干扰，通过比较这3种脂肪酸的比例可以排除干扰。

表2 不同动物油差异明显的脂肪酸的相对含量分析(%)

the results are expressed as(mean+standard error),the data are the results of three repeated measurement;ND：no detected

2.2.2 动物油与植物油脂肪酸差异性分析 对常见植物油脂、动物油脂的脂肪酸分析结果显示，动物的饱和脂肪酸含量远大于植物的饱和脂肪酸，动物油脂的脂肪酸种类远远大于植物油，其中下述5种脂肪酸差异明显。动物油中检出乙酸(C6∶0)、癸酸(C10∶0)、十五碳酸(C15∶0)，植物油中未检出；动物油中硬脂酸(C18∶0)均≥6%，而植物油中硬脂酸(C18∶0)均≤6%；植物油中十七碳酸(C17∶0)≤0.1%(除了橄榄油≤0.4%)，而动物油中明显≥0.1。

反式亚油酸(C18∶2n6t)、顺-二十碳三烯酸(C20∶3n6)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、二十碳二烯酸(C20∶2)在猪肉与其它动物油中的差异性明显，具体含量范围见表2，而植物油中这3种脂肪酸含量极小且比例不同，不影响猪肉判别。

2.3 肉制品含有猪源性成分的判别

不同种类的油脂脂肪酸组分和含量不同，但混合后脂肪酸的含量变化很大，利用特征图谱难以判断是否含有某种特定的油脂。而脂肪酸的差异性为判别脂肪酸提供了重要依据。

研究显示，对于猪肉、羊肉、牛肉、鸡肉而言，上述36种脂肪酸基本占据了各自样品中全部脂肪酸的90%以上。各种脂肪酸占全部脂肪酸的百分比可以作为判别指标，误差在可控范围内。选取常见肉制品以及油脂的样品进行研究，其中8,9,11,13为混合样品：8混合油(大豆油、菜籽油，橄榄油、葵花籽油)，9混合油(猪、羊、大豆油)，11混合油(猪、牛、羊)，13混合油(牛、羊、菜籽油)。样品测试结果见表3。结果表明，通过8种脂肪酸区别可以判别肉制品中是否含有猪源性成分。

表3 不同油脂脂肪酸区别比较(%)

1.lambrolls(羊肉卷)，2.beef ham(牛肉火腿)，3.roast chicken(烤鸡)，4.stewed pork(酱猪肉)，5.soybean oil(大豆油),6.olive oil(橄榄油),7.sunflower oil(葵花籽油)，8,9,11,13.mixed oil(混合油);the results are expressed as(mean+standard error),the data are the results of the three repeated measurement;ND:no detected

按照上述实验方法测定肉制品中的主要脂肪酸成分，并对不同肉制品所含的脂肪酸进行对比，确定猪源性成分的判定方法如下：

①对照特征指纹图谱进行初步鉴别，对于只含有1种油脂的肉制品可直接判别。②含有多种油脂的肉制品可以通过5个特征脂肪酸(已酸(C6∶0)、癸酸(C10∶0)，十七碳酸(C17∶0)、硬脂酸(C18∶0)、十五碳酸(C15∶0))判断是否含有动物油。

③如果含有动物油，利用3个特征脂肪酸(二十碳二烯酸(C20∶2)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、顺-二十碳三烯酸(C20∶3n6))判断是否含有猪源性成分。猪肉的脂肪酸特征主要体现在：0.65%≥二十碳二烯酸(C20∶2)≥0.25%，0.05%≤二十碳三烯酸(C20∶3n3)≤2.1%，0.06%≤顺-二十碳三烯酸(C20∶3n6)≤0.30%；此外，猪肉中二十碳二烯酸(C20∶2)、二十碳三烯酸(C20∶3n3)、顺-二十碳三烯酸(C20∶3n6)的比例为(20～5)∶(1～4)∶(1～2)，结合3种脂肪酸的含量和比例以及与其他脂肪酸的区别可以判别是否含有猪源性成分。

受样品的种类所限，上述特征不能完全反映现实需要，非常见样品的特征研究有待进一步探讨。

2.4 样品测试

依据本文建立的鉴别方法，对市场上的19份盲样进行检测，这些样品包含了植物油和猪牛羊鸡的肉制品，肉制品中不同油脂的混合比例未知。检测结果正确率达到90%以上，表明利用8种特征脂肪酸的含量以及比例可以判别样品中是否含猪源性成分。

3 结 论

本文建立了肉制品脂肪酸快速稳定的分析方法，根据脂肪酸在不同肉类中的比例，对比了不同食用油脂之间的变化差异。初步研究结果表明，在特征指纹图谱的基础上分析各类油脂的脂肪酸的差异性，可以确定肉制品中是否含有猪源性成分。该方法不仅可以实现肉制品中猪源性成分的鉴别，还可用于肉的掺假检测。方法操作简单、样品量少、速度快，在猪肉筛查中具有一定的应用前景。

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Research on Identification Method of Pig-derived Conponents in Meat Products based on Difference in Fatty Acid

MA Ling-fei1,2，ZHOU Wei1,2，ZHANG Ya-heng2，LEI Chun-ni2，ZHOU Xiao-ping1,2*

(1.College of Geography and Environmental Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730010,China；2.Central Laboratory of Technical Center of Gansu Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Lanzhou 730010,China)

A technique for the analysis of the meat fatty acid was established,and through the analysis of the content,type and characteristic fragment fingerprint of the fatty acid,the identification method of the pig-derived conponents based on differences of fatty acids were realized.A large number of meat products were determined by gas chromatography(GC),and 35 kinds of fatty acids were identified by retention time and mass spectrometry.The differences of different fatty acids were determined by selecting 18 kinds of the fatty acids which are more stable for statistical analysis.Combined with feature maps,8 kinds of fatty acids were used in the identification of pig-derived conponents in meat.According to this method,it can be determined whether the meat products contain pig-derived conponents.This method is simple,rapid,low cost and high discriminable,and has a certain application prospect in the identification of pork.

fatty acid;pork;identification；gas chromatography(GC)

2016-03-02；

2016-04-29

国家自然科学基金资助项目(KY201501005);甘肃检验检疫局科研项目(201310071)

10.3969/j.issn.1004-4957.2016.10.013

O657.71;O625.323

A

1004-4957(2016)10-1295-06

*通讯作者：周小平，高级工程师，研究方向：食品安全检测，Tel:0931-8513950，E-mail:zhxp1123@163.com