气相色谱法测定脂肪酸含量判定山茶油纯度

应美蓉,杜文凯,章 程,王 杰,李 燕

(浙江省粮油产品质量检验中心，杭州 310012)

山茶油是油茶籽油的俗称，从油茶树种子提取，主要产于我国南方地区[1]。山茶油含有大量不饱和脂肪酸，其中油酸含量为74%～87%，亚油酸含量为7%～14%[2]。此外，山茶油还含有丰富的维生素E、角鲨烯、茶多酚等生物活性物质[3]。由于山茶油脂肪酸组成与橄榄油相近，并且具有抗肿瘤、降血压、降血脂、清除自由基等生理功能，因此山茶油又被称为“东方橄榄油”[4]。

山茶油具有很高的营养价值和药用价值，价格较高，在我国市场存在山茶油掺伪掺假[5]和虚假标注[6]现象，如将大豆油、玉米油等掺入山茶油中，以及将山茶油占比很少的调和油命名成“调和山茶油”等。虽然《食品安全国家标准 植物油》(GB 2716—2018)规定调和油标签标识应注明油品配方比例，但缺乏相应检测标准。因此，研究一种定量分析山茶油纯度的方法具有重要的意义。目前，鉴别掺伪植物油纯度的方法主要有理化鉴别法[7]、光谱法[8-9]、气质联用法[10]等。然而理化鉴别法需要烦琐的前处理及消耗大量的有机试剂，光谱法需要大量的数据输入及专业的统计知识，气质联用法则需要昂贵的专业仪器等，这些限制了上述检测技术在鉴别植物油纯度上的进一步应用。气相色谱法样品前处理简便，分析时间短，越来越多地被应用于鉴别植物油的掺伪。Peng等[11]利用气相色谱法结合多元分析研究了芝麻油脂肪酸的组成变化，进行了芝麻油掺伪的定性及定量分析。喻凤香等[12]利用气相色谱法分析了稻米油、大豆油、菜籽油等植物油的脂肪酸种类和含量，建立了快速定性鉴别掺伪稻米油的方法。

本研究根据不同植物油脂肪酸组成的差异[13]，通过气相色谱法分析特征脂肪酸的变化规律并建立回归预测模型，定性、定量鉴别山茶油掺入大豆油、菜籽油、玉米油及葵花籽油，以期为鉴别掺伪山茶油纯度及定量分析调和山茶油配比提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

山茶油、大豆油(一级)、菜籽油(一级)、玉米油(一级)、葵花籽油(一级)，市售；37种脂肪酸甲酯标准品(纯度≥99%)，购自北京兴标华科贸有限公司；异辛烷、氢氧化钾、甲醇、硫酸氢钠，均为分析纯。

Agilent 7890B 气相色谱仪、FID检测器，电子天平。

1.2 实验方法

1.2.1 掺伪油样的制备

本实验所用掺伪油分别为大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油。按比例配制成山茶油中含有掺伪油0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%的掺伪油样。

1.2.2 脂肪酸组成测定

参考GB 5009.168—2016方法。称取试样60.0 mg至具塞试管中，精确至0.1 mg，加入4 mL异辛烷溶解试样，加入200 μL 2 mol/L 氢氧化钾甲醇溶液，旋涡混合10 s后静置至澄清。加入1 g 硫酸氢钠，旋涡混合10 s，中和氢氧化钾。待盐沉淀后，取上清液1.0 mL进行气相色谱测定。

气相色谱条件：DB-WAX 石英毛细管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；程序升温为初始温度100℃，保持0.2 min，以10℃/min升至242℃，保持10 min；载气为氮气，流量2.5 mL/min；空气流量300 mL/min；氢气流量30 mL/min；进样口温度240℃；检测器温度260℃；分流比50∶1；进样量1.0 μL。

1.2.3 数据处理

取单个脂肪酸甲酯标准溶液，以保留时间对色谱峰进行定性，采用峰面积归一化法确定脂肪酸含量。

2 结果与讨论

2.1 山茶油的脂肪酸组成

收集不同品种、不同地区的山茶油样品10批次，测定其脂肪酸组成，结果如表1所示。

表1 不同产地压榨一级山茶油脂肪酸组成测定结果

由表1可知，山茶油脂肪酸主要由油酸、亚油酸、棕榈酸及硬脂酸组成，未检出亚麻酸。不同品种、不同产地、不同加工工艺制得的山茶油，其脂肪酸组成差异较小，油酸平均含量为79.39%，亚油酸平均含量为9.29%，棕榈酸平均含量为8.71%，硬脂酸平均含量为2.08%，这与原姣姣等[14]测得的数据相一致。

2.2 掺伪山茶油脂肪酸组成的变化

在山茶油中分别掺入0%～100%的大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油，研究其脂肪酸组成的变化，结果如图1～图4所示。

图1 山茶油中脂肪酸组成随大豆油掺入量的变化趋势

图2 山茶油中脂肪酸组成随菜籽油掺入量的变化趋势

图3 山茶油中脂肪酸组成随玉米油掺入量的变化趋势

图4 山茶油中脂肪酸组成随葵花籽油掺入量的变化趋势

由图1和图2可知：山茶油掺入大豆油或菜籽油，主要脂肪酸为油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸以及亚麻酸；随着大豆油掺入量的增加，山茶油中油酸含量明显下降，亚油酸含量和亚麻酸含量明显升高，棕榈酸和硬脂酸含量变化不明显；随着菜籽油掺入量的增加，山茶油中油酸和棕榈酸含量下降，亚油酸和亚麻酸含量升高，硬脂酸含量变化不明显。由图3和图4可知，山茶油中掺入玉米油或葵花籽油，主要脂肪酸为油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸，未检出亚麻酸，因此亚麻酸可作为鉴别山茶油中掺伪大豆油或菜籽油的特征脂肪酸。随着玉米油或葵花籽油掺入量的增加，山茶油中油酸含量明显下降，亚油酸含量明显升高，但棕榈酸含量随着玉米油掺入量的增加而升高，随着葵花籽油掺入量的增加而降低。

2.3 回归预测模型的建立

根据掺伪油掺入量对山茶油脂肪酸组成影响趋势不同，以及是否可检出亚麻酸，选定油酸、亚油酸及亚麻酸作为特征脂肪酸，用于鉴别大豆油及菜籽油；选定油酸、亚油酸及棕榈酸作为特征脂肪酸，用于鉴别玉米油及葵花籽油。经回归分析，建立回归预测模型，定量分析掺伪油的掺入量；根据不同回归预测模型计算结果的相对标准偏差定性鉴别掺伪油的种类。掺伪油掺入量(X)与山茶油脂肪酸含量(Y)的回归预测模型见表2～表5。

表2 大豆油掺入量与山茶油脂肪酸含量的回归预测模型

表3 菜籽油掺入量与山茶油脂肪酸含量的回归预测模型

表4 玉米油掺入量与山茶油脂肪酸含量的回归预测模型

表5 葵花籽油掺入量与山茶油脂肪酸含量的回归预测模型

由表2～表5可知，4种掺伪油样的回归预测模型相关系数(R2)均大于0.99，表明山茶油中所选定的特征脂肪酸含量与掺伪油掺入量均具有良好的线性关系。

2.4 模拟掺伪油的结果验证

按1.2.1分别制备山茶油-大豆油、山茶油-菜籽油、山茶油-玉米油、山茶油-葵花籽油掺伪油验证组，其掺入量分别为4%、8%、16%、32%、64%，测定特征脂肪酸含量，验证回归预测模型定性及定量准确性，结果见表6～表13。

由表6～表9可知：当掺入量在4%及以上，大豆油及菜籽油掺入量预测值的相对标准偏差(RSD)均小于10%，回收率在99.86%～112.88%之间；当掺入量在8%及以上，玉米油及葵花籽油掺入量预测值的相对标准偏差均小于13%，回收率在96.56%～105.63%之间。实验表明当大豆油或菜籽油掺入量在4%及以上，玉米油或葵花籽油掺入量在8%及以上时，选定特征脂肪酸所建立的回归预测模型具有较高的精密度和准确度。

由表10～表13可知，4种回归预测模型计算非对应植物油掺入量时，其相对标准偏差均达到60%以上，只有选择对应的回归预测模型，才能获得较小的相对标准偏差(RSD<13%)。

表6 掺入大豆油的预测值及回收率

表7 掺入菜籽油的预测值及回收率

表8 掺入玉米油的预测值及回收率

表9 掺入葵花籽油的预测值及回收率

表10 不同回归预测模型计算大豆油掺入量的RSD

表11 不同回归预测模型计算菜籽油掺入量的RSD

表12 不同回归预测模型计算玉米油掺入量的RSD

表13 不同回归预测模型计算葵花籽油掺入量的RSD

3 结 论

采用气相色谱法，对掺入不同比例大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油的山茶油脂肪酸组成进行研究，并检验了回归预测模型的精密度及准确性。研究表明，油酸、亚油酸和亚麻酸可作为鉴别山茶油中掺伪大豆油和菜籽油的特征脂肪酸，棕榈酸、油酸和亚油酸可作为鉴别山茶油中掺伪玉米油和葵花籽油的特征脂肪酸。回归预测模型相关系数(R2)较高(>0.99)，表明回归预测模型具有较高的准确度。回归预测模型的相对标准偏差(RSD)小于13%，具有较高的精密度，可作为定性鉴别掺入植物油种类的依据。模拟测试表明，回归预测模型能定量检出山茶油中掺入量4%的大豆油和菜籽油、8%的玉米油和葵花籽油，回收率在96.56%～112.88%之间。因此，依据山茶油脂肪酸组成建立回归预测模型可为掺入大豆油、菜籽油、玉米油或葵花籽油等已知油品的掺伪山茶油纯度鉴别及调和山茶油配比分析提供科学依据。但本文所述方法对山茶油中掺入未知油品的鉴别具有局限性，其适用性还有待进一步研究。