基于特征标志物食用油掺伪鉴别技术研究进展

张良晓，窦心敬，马飞，喻理，张奇，李培武

（中国农业科学院油料作物研究所，农业部油料作物生物学与遗传改良重点实验室，农业部油料作物风险评估重点实验室（武汉），农业部油料及制品质量监督检验测试中心，农业部生物毒素检测重点实验室，湖北武汉 430062）

食用植物油是人们膳食结构中不可或缺的一部分，不仅为人们提供作为三大基本营养素之一的必需脂肪酸，其微量成分如甾醇、多酚、脂溶性维生素、谷维素和木脂素等功能成分也对人体健康发挥着重要作用。近年来，随着人们生活水平的提高，消费者对健康营养美味的需求也不断提升，越来越多的价格昂贵的新兴小品种植物油逐渐被大众接受。食用植物油种类繁多，营养价值与价格迥异，利益驱使的食用油掺伪现象也屡见不鲜。更有甚者，在食用油中添加劣质油、非食用油，这不仅损害了消费者的利益，甚至威胁消费者身体健康。

食用油掺伪主要包括以下三种情况：高价油中掺入低价油，如芝麻油中掺入大豆油、棉籽油和棕榈油等廉价油脂；食用油中掺入非食用油如地沟油和蓖麻油等；同种油不同质量等级的掺假，如特级初榨橄榄油中掺入果渣油。

目前现有的食用油掺伪鉴别方法可以分为四类。一是基于常规理化指标的检测技术。这些指标包括酸价、皂化值和折光系数等[1]，但这些指标通常是食用油在出厂前必须满足的基本检测指标，对掺伪油的鉴别能力不强；二是基于光电磁及感官信号的宏观组快速研究方法。例如紫外、红外、拉曼、荧光光谱、太赫兹、核磁和电子鼻等[2～7]，这一类方法的优点是快速无损，但是通常化学意义不明确，一般是针对样品的宏观特性建立一个样本模型，还需要结合化学计量学以及多元统计方法来实现掺伪鉴别；三是基于代谢组学的全谱分析方法。该类方法通常针对于食用油中的共有组分，如脂肪酸、甘油三酯、植物甾醇和挥发物等[8～13]，利用气相或气相色谱质谱、液相色谱质谱等大型仪器构建共有组分指纹图谱，并利用化学计量学方法建立纯油和掺伪食用油的分类模型，实现食用植物油掺伪鉴别。该类方法不足在于，其鉴别结论基于模型预测结果，不具有确证性。这类方法一般仅关注单种已知廉价食用油掺伪鉴别，仅适用于一元或二元掺伪，难以实现多元掺伪鉴别；四是基于掺伪标志物的检测方法，主要包括脱氧核糖核酸（DNA）特征序列、特征次生代谢物以及特定加工方式中引入的外源标志物。该类方法具有可确证性地鉴别廉价油脂的种类的优点，可实现多元掺伪鉴别，是食用植物油掺伪鉴别技术的发展方向之一。

1 食用油的特征标志物

目前的掺伪鉴别特征标志物大致分为几类：DNA、脂肪酸、植物甾醇、维生素E、以及加工过程中引入的外源化合物等。

1.1 DNA

DNA标志物在确证性保真及身份鉴别、食品溯源中发挥着重要作用，亦被许多专家学者所关注。近年来，DNA标志物应用于食用油保真的相关报道也有很多[14,15]。但在食用植物油掺伪鉴别中实际应用报道很少，主要集中在橄榄油和芝麻油[16,17]。这主要因为初榨橄榄油、芝麻油未经过精炼等深加工工艺，DNA含量相对较高，易被提取用于真伪鉴别。

覃文等[18]通过对花生染色体、微卫星及其他与代谢有关的各种酶基因的反复比较和大量筛选，发现花生Arachis hypogaea major allergen（Arah1）基因及其表达产物是其他油料作物所不具有的，通过在 Gene Bank中搜寻和比较，没有发现与该基因有同源的其他油料作物，因此选择花生Arah1基因作为花生品种特异性内源标记基因。提取出油脂中用于定性定量PCR的DNA，并采用实时荧光PCR方法检测Arah1基因片段，可定性定量检测混合油脂中的花生油成分。王贝贝等[19]利用DNA树脂提取法，在单因素试验的基础上，进行五因素四水平正交试验设计，优化了芝麻油中DNA高效提取方法，为芝麻油掺伪检测或品种溯源鉴定奠定基础。

利用特征DNA片段对食用油进行品种鉴定及掺假检测，首先要从油脂中提取出适合 PCR扩增的DNA。但是由于DNA在油脂中溶解度不高，廉价油脂在深度精炼之后DNA含量更少，除初榨橄榄油、芝麻油外，食用植物油大都经过深加工，在基质复杂的食用油中对痕量DNA的提取富集具有较大难度，是该类方法的瓶颈性难题。Gryson[20]等通过模拟油精炼过程，并对各个精炼阶段进行DNA提取，发现脱胶过程是除去大豆毛油中DNA的主要过程，脱胶后致使DNA主要集中在水相中。因此，发展更高效、灵敏的DNA富集纯化技术是该类方法的发展方向。

1.2 脂肪酸

常见脂肪酸是不同种类食用植物油的共有性成分，在某些食用植物油中也存在特征脂肪酸。如棕榈油中的月桂酸。冯丽丽等[21]采用气相色谱法，制备月桂酸甲酯，以月桂酸为定性指标鉴别植物油中存在棕榈油，最低可以分辨出掺伪5%棕榈油的食用植物油。在农业行业标准[22]中也采用类似的方法鉴别棕榈油的掺伪。李雅莲等[23]利用气相色谱法测定了棕榈油和其它食用植物油的脂肪酸组成，发现癸酸是棕榈油的特征脂肪酸（其他植物油中含量很少），分析发现大豆油、花生油、葵花籽油和玉米胚油中癸酸含量很少，而在棉籽油，菜籽油中也含有少量的癸酸，因此该方法存在一定局限性。当根据癸酸含量推测棕榈油掺伪量时，只能确证性的判定棕榈油掺伪大于25%的情况，而掺伪量介于5%～25%时，则需附加冷冻试验确定棕榈油的存在。桐酸为桐油所独有，蓖麻酸为蓖麻油所独有，尚未见到其他植物油含有桐酸或蓖麻酸的报道，杨元等利用气相色谱-质谱分析技术，以桐油中的桐酸、蓖麻油中的蓖麻油酸为特征标志物，建立了测定食用植物油中掺入桐油、蓖麻油的确证分析方法[24]。

1.3 植物甾醇

植物甾醇在自然界分布广泛，存在于植物的根、茎、叶、果实和种子中，在油料种子中含量最高[25]。目前已报道的植物甾醇超过200种，其甾核以谷甾醇、豆甾醇和菜油甾醇最常见[26]。甾醇在不同油籽或油脂中的分布各有差异，因而有些特征甾醇可以作为某种油的标志物用于掺伪鉴别。

Damirchi等[27]以4,4-二甲基甾醇为潜在特征标志物，研究表明橄榄油中4,4二甲基甾醇主要是环阿屯醇与β-香树脂醇，而榛子油中则以羽扇豆醇与环阿屯醇为主。利用GC-MS检测标志物羽扇豆醇与另一未知化合物 X(含有一个羽扇烷骨架)含量，鉴别橄榄油中掺伪榛子油，检出限可达 4%。Damirchi还研究了精炼过程对结合、游离4,4二甲基甾醇含量的影响。在精炼过程中，仅碱炼与脱色可以显著减少 4,4-二甲基甾醇含量，经过全部精炼过程之后结合4,4二甲基甾醇含量仍可保留59%，游离4,4二甲基甾醇含量仍可保留 48%，可用于分辨橄榄油中掺伪榛子油[28]。Al-Ismail等[29]利用菜油甾醇与豆甾醇总和百分比及函数关系为指标鉴别橄榄油中分别掺伪玉米油、大豆油、葵花籽油和棉籽油，检出限可达到 3%的掺伪水平。Jabeur[30]等利用HPLC测定Δ7-豆甾醇含量可检出橄榄油中掺伪 1%葵花籽油，测定菜油甾醇含量可检出掺伪4%玉米油。Miloudi等[31]分析了摩洛哥坚果油及其他食用油中的菜油甾醇及总甾醇含量，发现摩洛哥坚果油的菜油甾醇占总甾醇比例小于0.4%，明显小于其他食用油，当掺入其他食用油时该数值会增大。用该指标可以检出摩洛哥坚果油纯度达98%。

1.4 维生素E

维生素E是一种脂溶性的维生素，共有八种组分包括四种生育酚（α-，β-，γ-，δ-生育酚）和四种生育三烯酚（α-，β-，γ-，δ-生育三烯酚）。温运启等对 9个不同品种的138个食用植物油样品中维生素E组分及含量进行了测定，发现不同品种的植物油维生素E总量及分布存在差异[32]。挖掘不同品种植物油的特征维生素E组分及其含量规律可以用于食用油的掺伪鉴别。

Chen[33]等利用反相 HPLC荧光检测器的方法检测初榨橄榄油、葵花籽油、高油酸葵花籽油、榛子油、大豆油、花生油、杏仁油中的 α-生育酚、(β+γ)-生育酚、δ-生育酚含量，以 α-生育酚/(β+γ)-生育酚比值作为初榨橄榄油与葵花籽油、榛子油、花生油的鉴伪的初步筛选参数。δ-生育酚/(β+γ)-生育酚比值也可以鉴伪初步筛选参数，但由于δ-生育酚含量较低，其灵敏度相对 α-生育酚/(β+γ)-生育酚比值参数较差。

Dionisi[34]等用 RP-HPLC法检测油中的生育酚、生育三烯酚含量，在初榨或者精炼的橄榄油、榛子油、葵花籽油、大豆油中都未检出，但在棕榈油与葡萄籽油中检出了相对高含量生育三烯酚，此方法可以检出橄榄油中掺伪1%～2%的棕榈油和葡萄籽油。

1.5 其他成分

除此之外，还有文献报道的其他化合物如异黄酮类化合物、芝麻素和榛子酮等植物油特征化合物可以用于掺伪油的鉴别。Zhao等[35]用混合固相萃取，LC-MS/MS方法检测食用植物油中黄豆苷元、黄豆苷、染料木素、染料木苷、顺式白藜芦醇、反式白藜芦醇，结果表明异黄酮类物质与白藜芦醇分别是大豆油、花生油中的特征成分，可以用于鉴别其他油中掺入大豆油、花生油。安徽省地方标准[36]根据芝麻油中特征成分芝麻酚与蔗糖盐酸溶液反应，生成红色化合物，其颜色深浅与芝麻油纯度呈相关性的原理，通过测其520 nm波长下的吸光度来判别芝麻油的纯度。该方法用于芝麻油中非芝麻油成分的最低检出量为 5%。Gracia等[37]通过分析检测脱臭榛子油中的榛子酮应用于橄榄油中榛子油的掺伪鉴别。

1.6 加工过程中引入的外源化合物

加工过程中引入的外源化合物如植醇及其衍生物、叶绿素及其衍生物、蜡脂、甘油酯聚合物、二酰甘油酯等可以作为区分精炼油与初榨油的特征标志物。

Schröder等[38]发现叶绿素中的植醇及其衍生物可以作为鉴别初榨油、精炼油、氢化油的标志物。在初榨植物油中，主要以反式植醇为主，顺式植醇含量<0.05%，异植醇与二氢植醇未检出。精炼植物油含有顺式、反式植醇与异植醇，但二氢植醇未检出。而部分或全部氢化的植物油中则含有二氢植醇。因此，顺式植醇与异植醇可以作为精炼植物油的标志物，而二氢植醇则可作为氢化植物油的标志物。

初榨橄榄油与精炼橄榄油在色泽上有差异，后者颜色更浅，因此消费者可以通过鉴别色泽来区分初榨橄榄油与精炼橄榄油，当然这也使得不法商家通过加入绿色着色剂以次充好。检测掺假橄榄油中添加剂绿色色素及叶绿素的含量[39]，发现初榨橄榄油中的叶绿素类色素主要是脱镁叶绿素（a和b），而不存在铜衍生物。因此，叶绿素的铜衍生物可以作为初榨橄榄油掺假精炼橄榄油的标志物。

甘油酯聚合物仅存在于精炼橄榄油中，而初榨橄榄油中则未检出，因此甘油酯聚合物作为指标可以用于评估橄榄油的品质[40]。Hodaifa等[41]在初榨橄榄油中掺入从1%至80%不同水平的精炼果渣油，发现蜡酯含量与掺伪精炼果渣油的量呈线性相关。Carelli等[42]对国际橄榄理事会(IOC，International Olive Council)蜡含量检测方法进行了改进，该方法可用于橄榄油真实性监测。有文献[43～45]报道甘油二酯可作为初榨橄榄油质量与新鲜度鉴别的指标。1,2-甘油二酯是甘油三酯合成路径中的一部分，是不完整的甘三酯合成，而1,3-甘油二酯的形成则来源于橄榄油萃取过程中或萃取之前的化学或酶水解作用。Camino等[45]尝试用1,3-甘油二酯/1,2-甘油二酯比率评估橄榄油真实性，但结果表明该比率只适用于酸度小于0.30%的情况。

2 总结与展望

基于特征标志物的食用油掺伪鉴别方法具有确证性的优点，在一定程度上更容易实现掺伪油未知情况下的鉴别以及多元掺伪鉴别，是未来食用油掺伪鉴别技术的发展方向之一。然而，目前已知的特征标志物相对较少，且仅限于某些特定的油脂，仍有许多种类的食用油标志物未知，因此系统开展标志物的筛选是该类方法的研究方向。有文献报道的标志物如生物碱[46,47]，在加工过程中易被除去，从而使不法商贩达到规避掺伪标志物的目的，因此在标志物筛选前期需要充分考虑到标志物被除去的难易程度，以保证标志物的有效性。如同DNA在精炼油中的含量较少，在经过一系列精炼过程之后，毛油中的某些特征标志物含量也大大减少，因此发展高效的标志物提取富集技术也是该类方法的需要努力的方向。

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