棕榈油中脂肪酸组成的气相色谱—质谱分析*

刘东风

（福建省粮油科学技术研究所, 福建 福州 350002）

引言

棕榈油是热带木本植物油的一种，是目前世界上生产量最大的植物油品种之一，与大豆油、菜籽油并称为“世界三大植物油”[1]。棕榈油由油棕树上的棕榈果压榨而成，果肉和果仁分别产出棕榈油和棕榈仁油。棕榈油经过精炼分提，可以得到不同熔点的棕榈油油脂产品，广泛应用于油脂化工业、食品工业、餐饮业。目前，中国棕榈油消费量每年约为600万吨，已经成为全球第一大棕榈油进口国，占市场总消费量的20%[2]。棕榈油经甲酯化，运用GCMS分析其中的脂肪酸组成，为全面了解棕榈油中脂肪酸组分，对棕榈油的进一步研究及开发利用提供科学的依据。

1 试验部分

1.1 仪器

岛津GCMS-QP2010 Plus仪、移液器

1.2 试剂

异辛烷[(CH3)2CHCH2C(CH3)3]、氢氧化钾(KOH)、甲醇(CH3OH)、硫酸氢钠(NaHSO4)均为色谱纯。

1.3 试剂配制

氢氧化钾甲醇溶液（2mol/L）：将13.1g氢氧化钾溶于100mL无水甲醇中，可轻微加热，加入无水硫酸钠干燥，过滤，即得澄清溶液。

1.4 样品的甲酯化

图1 棕榈油脂肪酸甲酯GC-MS分析总离子流

取一定量的棕榈油，加入4mL异辛烷溶解试样，必要时可以微热使试样溶解后加入1mL氢氧化钾甲醇溶液，盖上玻璃塞猛烈振摇30s后静置至澄清。加入约1g硫酸氢钠，猛烈振摇，中和氢氧化钾。待盐沉淀后，将上层溶液移至上机瓶中，待测。

1.5 分析条件

色谱条件：DB-5MS毛细管色谱柱30m×0.25mm×0.25μm；载气为高纯氦气（纯度99.999%）；程序升温初温100℃，保持2min，以5℃/min升至180℃，保持10min，再以20℃/min升温至250℃，保持4min；分流比100:1，柱流量1.47mL/min，流量控制方式：线速度；进样口温250℃。

质谱条件：接口温度250℃，EI电离源，电子能量70eV，离子源温度200℃，质量扫描范围30-500u，scan全扫描方式，溶剂延迟时间10min。

1.6 定性和定量分析

首先以EI为电离源，进行色谱—质谱联用分析，采集所得到的质谱图利用NIST检索，同时根据参考文献进行定性。定量分析结果是依据总离子流色谱峰的峰面积归一化法来计算各组分的相对含量。

2 结果与讨论

2.1 棕榈油的脂肪酸组成

按上述实验条件对棕榈油甲酯化样品进行测定，其中EI模式下的总离子色谱图如图1所示。

图2 棕榈油中肉豆蔻酸甲酯质谱图

图3 棕榈油中棕榈酸甲酯质谱图

图4 棕榈油中亚油酸甲酯质谱图

图5 棕榈油中油酸甲酯质谱图

图6 棕榈油中硬脂酸甲酯质谱图

采用NIST数据库检索，将棕榈油脂肪酸各个峰相应的质谱图（图2～图6）与其进行比对，共鉴定出5种化合物，分别是肉豆蔻酸、棕榈酸、亚油酸、油酸和硬脂酸，结果见表1。

表1 棕榈油脂肪酸的组成

2.2 不同批次棕榈油脂肪酸相似性

取5个批次棕榈油样品，按“1.4项”的制备方法分别制备，在“1.5项”同一色谱条件下，逐个进样，经过GC-MS分别对5批次棕榈油脂肪酸进行分析，从不同批次棕榈油各脂肪酸的保留时间和相对含量（表2和表3）可知，不同批次棕榈油各脂肪酸GC-MS保留时间RSD值均小于1%，相似度极高，而不同批次棕榈油各脂肪酸用峰面积归一法得出各组分的相对含量存在一定的差异（RSD在6%-37%之间）。结果证明，不同批次的棕榈油脂肪酸成分稳定，同时不同批次棕榈油各脂肪酸含量之间的虽存在一定差异性，但较为稳定。

2.3 棕榈油的总饱和脂肪酸

表3中棕榈油的总饱和脂肪酸（肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸）含量比相关文献[3]中的其他植物油明显偏高，这说明棕榈油的稳定性较好，有利于长期储存，在煎炸，烹饪等食品加工方面具有一定的优势[4]。

2.4 棕榈油的总不饱和脂肪酸

早在上世纪初，人们就认识到不饱和脂肪酸对人和动物的生长和营养的重要性。研究中发现棕榈油中含量最高是油酸，它除了供给人体所需的大量热能外，还能调整人体血浆中高、低密度脂蛋白胆固醇的浓度比例。本研究中，棕榈油中的油酸（C18:1）和亚油酸（C18:2）总和占总脂肪酸的50%以上，显示了棕榈油具有一定的营养和医疗价值[5]。

2.5 前处理溶解剂的选择

本试验比较了异辛烷和苯—石油醚（1+1）两种常用的脂肪酸溶解剂提取效果，发现两者的脂肪酸溶解效果相当，但用苯－石油醚（1+1）作为脂肪酸的溶解剂对实验者本身具有严重的毒害作用，且需要前期配置增加了试验的操作步骤，因此本试验选择异辛烷作为脂肪酸溶解剂，可快速、安全地溶解油脂中的脂肪酸。

表2 不同批次棕榈油脂肪酸的保留时间

表3 不同批次棕榈油脂肪酸的相对含量

2.6 升温程序的选择

本试验根据选择的DB-5MS非极性柱条件要求，将起始温度设定为100℃，观察图谱前方，发现只存在溶剂峰；同时以5℃/min升至180℃，保持10min，再以20℃/min升温至250℃，保持4min，将出峰温度控制在170～250℃之间，可以很好的将硬脂酸与油酸的峰分离，且分析时间短，所以选择该升温程序作为本试验棕榈油脂肪酸的GC的条件。

3 小结

通过对棕榈油中脂肪酸组成的气相色谱—质谱分析，可看出：（1）不同批次的棕榈油其脂肪酸变化不大，脂肪酸组成稳定；（2）棕榈油中的饱和脂肪酸以十六碳的棕榈酸为主，棕榈酸较十八碳的硬脂酸易于消化分解。（3）油酸、亚油酸含量超过50%以上，接近橄榄油、油茶籽油，显示其有较大的食用和保健价值。也可以利用棕榈油脂肪组成的显著特征，为鉴别油脂掺假掺伪进一步研究提供依据。

[1]左青.棕榈油的现状及展望[J].中国油脂,2009,34(6):11-15.

[2]李瑞,夏秋瑜,赵松林,等.棕榈油的功能性质及应用[J].中国热带农业,2009(2):31-34.

[3]程光荣,曹淑兰,张刚,等.棕榈油中脂肪酸的GC/MS定性分析[J].分析测试学报,1991(2):43-45.

[4]金青哲,黄诗洪,周胜利.棕榈油在我国煎炸食品中应用[J].粮食与油脂,2007(3):15-16.

[5]张洪涛,单雷,毕玉平.n-6和n-3多不饱和脂肪酸在人和动物体内的功能关系[J].山东农业科学,2006(2):115-120.