亚麻籽油脂肪酸指纹图谱的建立及其掺混风险监测

张菁菁，刘笑笑，李运，徐雪梅*，吴福祥，周围

兰州市食品药品检验所（兰州 730050）

亚麻籽系亚麻科（Linaceae）亚麻属（Linum）一年生或多年生草本植物[1]。亚麻籽油是从亚麻的成熟种子中分离提取制成的油，又称胡麻油，其色泽黄亮、气味芳香，具有极高的营养价值。亚麻籽油富含α-亚麻酸及各类不饱和脂肪酸（MUFA），其中70%以上为多不饱和脂肪酸，超过了目前人们日常饮食中的所有植物资源，对人体非常重要的ω-3多不饱和脂肪酸含量高达47%~57%[2-5]，被国内外的营养专家誉为“陆地上的鱼油”[6]。亚麻籽油以其特殊的香气、香味以及广受人们的喜爱，特别是在我国西北部甘肃、青海、宁夏、内蒙等地，亚麻籽油为市售、餐饮、百姓生活的常用及主要用食用油脂。

鉴于亚麻籽油的营养特性和相对昂贵的价格，存在为了降低成本而通过添加较低营养价值、低商业价值的食用油掺假和掺伪，构成欺骗行为的同时，且对消费者的健康也有负面影响[7]。近年来食用油脂掺假、掺伪及“地沟油”滥用等食用油脂安全问题在国内外普遍存在，2011年底中华人民共和国国家卫生健康委员会（原卫生部）2轮公开征集“地沟油”检测方法762份，后经论证表示特异性均不强，至今尚缺特异有效的食用油脂类别辨析科学鉴定方法[8]。针对油脂的真假、掺伪问题仍是食品安全方面持续深入研究的问题。

近年来随着化学计量学的发展，人们越来越多地倾向于用模式识别技术进行植物油分类和质量鉴定[9]。指纹图谱是利用现代仪器分析获得代表该物质特征各种图谱数据资料的一种技术，具有信息量大且简便快捷的优点，尤其适用于含有复杂组分物质的分析鉴定[10]。据报道，国内研究人员分别对葡萄籽油、裸燕麦、紫苏子油、大豆油、花生油、茶籽油、菜籽油、玉米油、橄榄油、棕榈油、葵花籽油、棉籽油等多种常见油脂利用建立脂肪酸标准指纹图谱的方法进行特征脂肪酸筛选、掺假的鉴别[11-16]。该方法是目前针对油脂的鉴别最行之有效的途径之一。但目前针对亚麻籽油进行的脂肪酸指纹谱库建立及掺伪未见报道。亚麻籽油的脂肪酸组成及含量数据进行分析与对比，并生成亚麻籽油脂肪酸标准指纹图谱，将其他油脂、掺混油脂与亚麻籽油有效区分，为亚麻籽油的评价及质量监控提供强有力的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

亚麻籽油、菜籽油、花生油、大豆油、芝麻油、橄榄油、葵花籽油样品，市售；30批市售亚麻籽油样品，采购于当地超市、农贸市场、生活小区等25个采样地点。

37种脂肪酸甲酯混合标准溶液，上海安普实验室科技有限公司。

甲醇、乙腈、正己烷、甲苯（色谱纯），德国Merck公司；三氟化硼（15%甲醇溶液），Sigma-Aldrich贸易有限公司；无水硫酸钠、氢氧化钠、正庚烷（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；试验用水，Milli-Q超纯水（18.2 MΩ·cm）。

1.2 仪器与设备

7890B气相色谱仪（FID检测器），美国安捷伦有限公司；气相色谱柱（HP-88型，100 m×0.25 mm；

0.25 μm），美国安捷伦公司；MS-TS型电子分析天平，梅特勒-托利多有限公司；电热恒温水浴锅，宁波新芝生物科技股份有限公司；10 μL~5 mL移液枪，德国艾本德仪器公司。

1.3 试验方法

1.3.1 标准溶液的配制

准确吸取1 mL 37种脂肪酸甲酯混合标准溶液于10 mL容量瓶中，用正己烷稀释并定容至刻度，混匀，得到脂肪酸标准溶液。

1.3.2 仪器条件

程序升温：初始温度100 ℃，持续13 min；100~180 ℃，升温速率10 ℃/min，保持6 min；180~200℃，升温速率1 ℃/min，保持20 min；200~230 ℃，升温速率4 ℃/min，保持10.5 min；进样口温度270 ℃；检测器温度280 ℃；载气∶氮气；流速1.0 mL/min；分流比100∶1；进样量1 μL。

1.3.3 样品溶液的制备

称取100 mg样品到20 mL离心管中，使样品溶于10 mL正己烷，加入100 μL 2 mol/L氢氧化钾-甲醇溶液。把盖上离心管，充分涡旋30 s，按3 900 r/min离心10 min，用正己烷将上清液稀释50倍后转移到2 mL样品瓶中待测。

1.3.4 计算方法

将37种脂肪酸甲酯标准色谱图和油脂样品的气相色谱图各脂肪酸的保留时间进行对比确认，外标法计算油脂样品中各脂肪酸甲酯的含量，依据峰面积计算油脂样品中脂肪酸甲酯的相对百分含量，每一种油脂样品平行测定3次，最终数据取平均值±标准偏差。

试样中脂肪酸甲酯占总脂肪酸甲酯的百分比按式（1）计算，通过测定相应峰面积对所有成分峰面积总和的百分数来计算目标组分的含量：

式中：Xi为试样中某个脂肪酸占总脂肪酸的百分比，%；ASi为试样测定液中各脂肪酸甲酯的峰面积；FFAMEi-FAi为脂肪酸甲酯i转化成脂肪酸的系数；ΣASi为试样测定液中各脂肪酸甲酯的峰面积之和。结果保留3位有效数字。

1.3.5 数据处理

每次试验重复操作3次，取平均值；应用SPSS 23.0软件和Excel进行数据计算处理；脂肪酸指纹图谱数据采用夹角余弦法，采用中国药典委员会推荐“中药色谱指纹图谱相似度评价系统（2012版）”进行相似度评价，通过统计归纳亚麻籽油脂肪酸甲酯共有峰，从而确定亚麻籽油的特征峰，并建立亚麻籽油的气相色谱脂肪酸的指纹图谱。

2 结果与分析

2.1 37种脂肪酸甲酯对照品气相色谱信息

表1 为37种脂肪酸甲酯色谱图相关信息，图1为37种脂肪酸甲酯气相色谱图。从图1中看出，37种脂肪酸甲酯在38 min之前基本都能得到有效分离，其中二十烷酸甲酯+γ-亚麻酸甲酯因保留时间接近而未能有效分离，但经过后续测定显示这两种脂肪酸非亚麻籽油特征峰，因此不影响后续方法和指纹图谱的建立，该方法信噪比与分离度均能达到定性定量条件。

表1 37种脂肪酸甲酯色谱图信息表

图1 37种脂肪酸标准溶液气相色谱图

2.2 亚麻籽油脂肪酸特征分析

图2 为亚麻籽油特征色谱图，表2为60批不同产地亚麻籽油中脂肪酸种类及平均含量列表。从表2可以看出，从60个亚麻籽油样品中共检测出13种脂肪酸，包括棕榈酸甲酯、棕榈油酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、花生酸甲酯、γ-亚麻酸甲酯、顺-11-二十碳烯酸甲酯、α-亚麻酸甲酯、榆树酸甲酯、顺芥子酸甲酯、木蜡酸甲酯。其中所有样品共有的脂肪酸甲酯为棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、α-亚麻酸甲酯，这5种共有峰的平均面积之和占平均总峰面积和的97.32%，因此选择此无种脂肪酸作为亚麻籽油气相色谱指纹图谱的特征峰。

图2 亚麻籽油特征色谱图

表2 亚麻籽油样品的脂肪酸组成

综合图2和表2可得，亚麻籽油含量最高脂肪酸甲酯为C18∶3cis-9,12,15（α-亚麻酸甲酯）40.91%。其余含量较高的脂肪酸甲酯分别是C18∶2（亚油酸甲酯）23.58%、C18∶1（油酸甲酯）22.44%、C16∶0（十六烷酸甲酯）6.50%和C18∶0（硬脂酸甲酯）3.88%，5种脂肪酸占亚麻籽油总脂肪酸的97.31%，含盖绝大多数脂肪酸成分，因此选择这五种脂肪酸为亚麻籽油的特征脂肪酸种类。同时由表2计算的处亚麻籽油中不饱和脂肪酸含量占87.91%，不饱和程度较高，由此也能看出亚麻籽油的高营养价值和保健价值。

2.3 亚麻籽油脂肪酸标准指纹图谱的建立

将60批亚麻籽油色谱图导入中药色谱指纹图谱相似度评价系统（2012版），建立亚麻籽油标准指纹图谱。将气相色谱与标准指纹图谱计算相似度，参考国家药典委员会颁布的色谱指纹图谱试验研究技术指南的相似度划分界限，将相似度在0.90以上作为符合该种油脂相似度的评定标准，相似度低于0.90的判定不符合[17]。由表3可以看出，60批亚麻籽油样品中有59批样品的指纹图谱与标准指纹图谱很接近，相似度都达到0.90以上，表明亚麻籽油样品中脂肪酸的比例含量特征稳定，试验选择的五种特征脂肪酸能够充分地代表亚麻酸的脂肪酸特征。但其中22号样品的相似度仅为0.632。

表3 亚麻籽油样品与标准指纹图谱相似度

由表3可得，60批亚麻籽油的指纹图谱相似度中59批基本差异不大均大于0.90；只有22号样品的图谱与亚麻籽油标准指纹图谱的相似度低，说明该样品与标准图谱的差别较大；22号样品的油酸甲酯含量比参照图谱及其他亚麻籽油图谱高，推测其可能为异常样品。

图3 亚麻籽油标准指纹图谱

2.4 亚麻籽油指纹图谱的方法验证

将建立的亚麻籽油的标准指纹图谱与10种常见不同类型的食用油脂分别进行比较，包括大豆油（6份）、菜籽油（6份）、芝麻油（6份）、玉米油（6份）、葵花籽油（6份）、花生油（6份）、核桃油（6份）、火麻油（2份）、橄榄油（6份），通过建立的脂肪酸指纹图谱比对并计算相似度，同时对建立的指纹图谱方法进行验证。结果见表4。结果表明，除火麻油与亚麻籽油标准指纹图谱相似度大于0.95外，其他种类植物油样品与亚麻籽油标准指纹图谱的相似度平均值都在0.90以下，与亚麻籽油之间存在较大差异；说明建立的亚麻籽油指纹图谱的鉴别能力和特异性较强，能够通过比对与其他种类油脂有效鉴别。

从表4也可看出，同种油脂的脂肪酸指纹图谱的相似度非常接近，也证明相同种类的油脂之间脂肪酸种类与含量有共性，该方法能够表达油脂的脂肪酸特征，进一步建立多种油脂的脂肪酸指纹图谱，通过掌握多种油脂脂肪酸特征和指纹图谱区分不同油脂，从而达到分类及鉴别的目的。

2.5 市售亚麻籽油的风险监测

研究进一步对30批市售食用植物油进行了风险监测，通过所建立的脂肪酸指纹图谱筛选法，将标准指纹图谱与未知样品指纹图谱比对并进行相似度计算，在30批市售食用亚麻籽油中检出1批亚麻籽油样品相似度较低，相似度为0.684，初步判别为掺假样品。

3 结论

研究采用气相色谱法结合色谱指纹图谱相似度评价系统对60批亚麻籽油进行脂肪酸分析，筛选确定棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、α-亚麻酸甲酯五种脂肪酸作为亚麻籽油的特征脂肪酸，5个特征峰的面积之和占总峰面积和的95%以上。通过综合计算亚麻籽油5种特征脂肪酸的平均含量，并将色谱图导入色谱指纹图谱相似度评价系统进行相似度计算，证明同种类型的亚麻籽油具有较高的相似性并同时建立了亚麻籽油脂肪酸指纹图谱。

利用建立的亚麻籽油标准脂肪酸指纹图谱进行不同种类油脂鉴别，结果证明该方法能够将不同种类的油脂有效区分，并可以从结果中初步使不同的油脂得到分类，但是火麻油于亚麻籽油的相似度较高，不能得到有效鉴别，应进一步通过其他特征完善该方法。首次建立亚麻籽油的脂肪指纹图谱，同时通过脂肪酸的种类与比例成分体现了亚麻籽油的脂肪酸特征较高的营养价值，为亚麻籽油掺假鉴别建立了技术支持，也为亚麻籽油的高值化利用提供数据支撑，具有较强的应用价值。