食品中反式脂肪酸的危害及检测方法

食品中反式脂肪酸的危害及检测方法,组长：王颜组员：杨馨杨涛施会齐方娟吕晶朱琳琳胡月李平李婷婷,09化工A班,流程图,一、新闻回放,近日美国麦当劳大份薯条经检测，其反式脂肪酸含量比以前增加了1/3。对此，麦当劳中国方面在本月11日早上发给媒体的紧急声明中称：中国内地的麦当劳餐厅所供应的薯条不含反式脂肪酸。2007年，欧洲杂志WaitroseFoodillustrated在庆祝其100期出版时，邀请了欧洲名厨、美食评论家、历史学家等，从人类食物历史中选出10个灾难时刻，结果1869年发明的“氢化植物油”，被列为最大的灾难时刻。,曾为天使红灯亮起沉重调查,二、来源,19世纪普法战争期间，欧洲奶油供应紧张，拿破仑三世悬赏征集奶油替代品。1869年，法国化学家Mege-Mouries发明人造奶油，即将动物油脂与牛奶调配而成，又称麦淇凌。30多年后，德国人威罕诺门以镍为催化剂，将氢气注入植物油。在一定的温度和压力下，经化学反应，植物油变成固态或半固态，成为人造奶油的上佳原料。与天然奶油相比，氢化油来源广，价格低。雕鸿荪说，氢化油比天然奶油便宜20%-50%左右。,反式脂肪酸又称氢化脂肪酸，是正常的植物油加氢，其性质类似于饱和脂肪酸。反式脂肪酸在我们日常的天然食品中含量很少，它主要产生于用化学方法和特殊的工艺，以改善食品的口感，延长食品的保持期，这一过程中便产生了反式脂肪酸这一物质。反式脂肪酸主要存在于奶油类、煎炸类、烘烤类和速溶类等食品中，如炸薯条、炸猪排、烤面包、西式奶油糕点及饼干等食品。,反式脂肪酸的危害,长期以来，人们一直认为人造脂肪来自植物油，不会像动物脂肪那样导致肥胖，多吃无害。但是，近年来的研究却让人们逐渐看清了它的真面目：“安全脂肪”居然会致致心脏病和糖尿病等疾病。,脂肪酸的分类,脂肪酸,不饱和脂肪酸,饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸必须脂肪酸,n-6系：如亚油酸,n-3系：如-亚麻酸,顺式,反式,单不饱和脂肪酸非必需脂肪酸,n-9系：如油酸,与饱和脂肪酸单键碳链结合不同，在以双键结合（CH2CH=CHCH2）不饱和脂肪酸中，从且其分子结构上可能会出现不同几何异构体，若2个氢原子H均在双键一侧为顺式（Cis）不饱和脂肪酸，而2个氢原子H各自在双键相反两侧不同位置为反式（Trans）不饱和脂肪酸。(见下图)天然脂肪（如大豆油，菜籽油）中脂肪酸多具有顺式结构；而反式脂肪酸在自然界原本不存在，其多数是由如经氢化加工过程而人为产生。,反式脂肪酸,由于不同油脂中脂肪酸的立体结构不同，二者物理性质也有所不同。例如顺式脂肪酸油脂多为液体，熔点较低；而反式脂肪酸油脂多为固态和半固态，熔点较高。因此，与一般的在植物油相比，反式脂肪酸烹调具有耐高温、不易变质、存放更久等优点，在各种商业用煎炸油中为了保持油脂稳定性以及反式脂肪酸的这些性质变化对食物的外观和口感很有提升，他们通常会加入氢化油，以实现口感和利益的双丰收。,食品中反式脂肪酸的检测方法,1、红外吸收光谱法2、气相色谱质谱法(GC-MS)3、毛细管电泳法4、气相色谱法5、银离子色谱法,红外吸收光谱法是一种使用较早的检测反式脂肪酸含量的方法,特别是它能准确测定独立双键的数量.原理是将油脂中的脂肪酸甲酯化,然后再在9001050/cm波数范围内进行红外光谱分析,该法最大优点是快速方便,但由于实验中基线漂移带来误差,故该法可导致低反式酸样品的测量不准确性,且当含量低于1%时不易检出。FritscheJ等6利用衰减全反射红外光谱法对方法进行改进,减少了样品中脂肪酸的衍生,使测定更方便,结果更准确。,气相色谱质谱法(GC-MS)Ruiz2JmenezJ等采用超声波萃取、GC-MS法测定面包产品中的反式脂肪酸。研究结果表明,该法检测限和定量限分别在01983193和312312198mg/kg之间,线性范围在最小检出限(LOQs)019812000mg/kg之间,具有宽的检测范围和较高的检测水平。与Folch参考方法相比,采用超声波萃取法可缩短萃取时间,不会降解目标分析物,是一个准确、可选的方法。,毛细管电泳法该方法采用了带有224nm紫外间接检测器的毛细管电泳。该电解液为pH715的15mmol/L的磷酸缓冲液,它同4mmol/L的12-烷基苯磺酸钠、10mmol/L聚氧化乙烯月桂醚(Brij35)、2%1-辛醇和45%的乙晴组成,在最优化的条件下,10种脂肪酸在10min内分离出来。该研究对模拟样品在高温高压长时间氢化反应后可检出反式脂肪酸C181t,具有快速定量检测的特点。,气相色谱法气相色谱仪是测定反式脂肪酸常用的仪器。美国油脂化学家学会(AOCS)所推荐采用的标准方法:长度为100m的毛细管柱,内标物采用C210,填充物为SP2560、CP2Sil88BPX-70,依据出峰的时间来确定脂肪酸的种类及含量。国内张绍良等10以N2为载气,氢焰离子化(FID)检测器,使用EC21000毛细管柱,采用面积归一化法检测油脂中反式脂肪酸,该法具有各组分离效果好,灵敏度高,使用操作简单,同时适用其他油脂产品的检测。,银离子色谱法BuchgraberM等采用离子色谱技术测定部分氢化植物油中反式脂肪酸的测定已取得很好的效果。该研究由12个实验室参与,所用方法有气相色谱法、银离液相色谱法和银离子薄层色谱。结果显示,银离子薄层色谱和银离子液相色谱测定反式脂肪酸的效果一样,回收率在9719%10317%,检测浓度范围在130g/100g,相对标准偏差为311%816%。,检测方法一,GC-MS面积归一化法测定食品中的反式脂肪酸,本方法采用石油醚提取食品中脂肪，经甲酯化反应后，采用100m长HP-88毛细管柱、程序升温、采用GC-MS面积归一化法检测。结果显示顺、反式脂肪酸的分离效果良好。本方法准确、可靠、简捷，可作为检测食品中反式脂肪酸含量的推广方法。,1材料和方法1.1仪器美国Agilent6890N-5975B气质联仪。1.2试剂和样品脂肪酸甲酯标准品：37种脂肪酸甲酯混标；石油醚，正庚烷，甲醇，氢氧化钾均为分析纯。样品选用曲奇饼干和油炸食品。,1.3色谱检测条件,毛细管色谱柱：HP-88100m0.32mm0.25m，载气为高纯氦，进样口温度250，分流10:1，进样量1L，EI离子源，离子源温度260，GC-MS传输线250，扫描范围30450u，柱温采用程序升温：140保持5min，以4/min程序升温至240，保持12min。,1.4检测方法的可行性分析1.4.1脂肪酸甲酯标样的色谱分离将37种脂肪酸甲酯标准品上样分析，检测其分离效果。色谱条件如1.3。1.4.2反式脂肪酸甲酯标样的色谱分离对下列5种反式脂肪酸甲酯标准品混和上样，进行分析：2反式-9-16碳一烯酸甲酯；5反式-6-18碳,一烯酸甲酯；6反式-9-18碳一烯酸甲酯；7反式-11-18碳一烯酸甲酯；10反式-8，11-18碳二烯酸甲酯。色谱条件如1.3。,图137种脂肪酸甲酯混和标准总离子流色谱图,1.5食品样品检测实例,1.5.1样品前处理准确称取曲奇饼干1050g分别多次采用石油醚抽提脂肪，抽提液经氮吹除尽石油醚，残留物(脂肪)进行下一步的甲酯化反应。油样品可直接进行甲酯化反应。吸取少许抽提的残留物(脂肪)或油样品，再加入10mL2mol/L的KOH甲醇溶液，摇动溶解后,于40反复至清，摇荡，反应1h；加正庚烷5mL剧烈摇荡，萃取后静置分层，取上清液(正庚烷相)直接进样（内标法分析时，在进样前按1+1比例混合后进样）,1.5.2色谱分析,甲酯化的样品经气相色谱毛细管柱分离后，用质谱测定，得GC-MS总离子流图，各色谱峰相应的色谱图经计算机谱库检索和人工解析确定其化学成分，并结合顺反异构体的色谱保留时间规律确定各脂肪酸的构，用面积归一法计算各反式脂肪酸甲酯的百分比含量。如需计算样品中的某种脂肪酸含量，可将本法检测的某脂肪酸重量百分比含量乘以样品粗脂肪的检测结果3。,甲酯化-气相色谱法检测食品中反式脂肪酸,检测方法二,目的：探讨气相色谱法检测食品中反式脂肪酸的含量。方法：应用气相色谱法对几种市售油脂产品的反式脂肪酸的含量进行测定分析。结果：顺、反式脂肪酸的分离良好,检测出人造黄油中反式脂肪酸的含量为9.9%14.3%,人造奶油中反式脂肪酸的含量为12.8%。结论：利用气相色谱法检测反式脂肪酸准确、可靠、简捷,可作为检测食品中反式脂肪酸含量的推广方法。,1材料与方法仪器岛津GC-14B气相色谱仪,岛津C-R7Ae数据处理机,岛津OPGU-1500S氢气发生器。,112试剂和样品,脂肪酸甲酯标准品:Sigma公司产品,共18种;其中饱和脂肪酸甲酯共9种;不饱和脂肪酸甲酯有共9种。以正己烷为溶剂,分别配制成约014mg/ml的标准液。所用的正己烷为色谱纯,甲醇、氢氧化钾和乙醚均为分析纯。样品选用食用棕榈油、咸蛋和市售人造奶油。,113方法,11311样品前处理准确称取人造奶油2g、或咸蛋15g,分别多次采用无水乙醚抽提脂肪,抽提液经40氮吹除尽乙醚,残留物(脂肪)进行下一步的甲酯化反应。棕榈油样品可直接进行甲酯化反应。,11312甲酯化反应,吸取少许抽提的残留物(脂肪)或棕榈油样品,加入5ml正己烷,摇动溶解后,再加入5ml4mol/L的KOH甲醇溶液,于40反复摇荡,反应1h;加水后静置分层,取上清液(正己烷相)直接进样。,11313色谱检测条件,选用CP-Sil88FAME毛细管石英柱(100m0125mm0120m),FID检测器,载气为高纯氮气,压力为300Kpa,氢气压力50Kpa,空气压力50Kpa;进样口温度250,检测器温度260;柱温采用三级程序升温:初始温度110,保持4min;以3/min升温至170;再以2/min升温至200;最后再以3/min升温至230,保持6min。分流比为140。,11314定量分析分别吸取样液1l进样。以各组分的峰面积值,用校正百分率法计算各脂肪酸甲酯的重量百分比含量。如需计算样品中的某种脂肪酸含量,可将本法检测的某种脂肪酸重量百分比含量乘以样品粗脂肪的检测结果。,11315检测结果换算,在食品营养标签中,脂肪酸的检测结果通常要换算成甘油三酯的形式报告,可由以下式子换算:某脂肪酸重量(g)=某脂肪酸甲酯重量(g)某脂肪酸甲酯分子量某脂肪酸分子量甘油三酯(g)=某脂肪酸重量(g)(3某脂肪酸分子量)(3某脂肪酸分子量+甘油分子量-3H2O分子量)注:“3”为三分子脂肪酸与一分子甘油在酯化反应中脱三分子水。,图1脂肪酸标准溶液色谱图,图2棕榈油脂肪酸色谱图,图3咸鸭蛋脂肪酸色谱图,图4人造奶油脂肪酸色谱图,由图1脂肪酸甲酯标准品色谱图可见,除了脂肪酸甲酯C18:1n-6(cis)、C18:1n-9(cis)和C18:1n-11(cis)之间、以及脂肪酸甲酯C18:1n-9(trans)和C18:1n-11(trans)之间分离不理想之外,所有的饱和脂肪酸之间、饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸之间、不饱和脂肪酸中的顺式与反式之间都分离得很好,完全满足检测要求。由图2棕榈油脂肪酸色谱图、图3咸蛋脂肪酸色谱图可见,无反式脂肪酸色谱峰。由图4人造奶油脂肪酸色谱图可见,检出反式脂肪酸C18:1n-9(trans)色谱峰,占1612%(w/w)。,线性范围和检出限,选用脂肪酸C16:0甲酯和脂肪酸C20:0甲酯标准品,配制成浓度010501150mg/ml的混合标准液。脂肪酸C16:0甲酯的线性回归方程Y=565413X+1124(r=01998,n=5);脂肪酸C18:0甲酯的线性回归方程Y=577448X+1371(r=01999,n=5);以基线噪声的2倍所对应的浓度为方法的检出限,脂肪酸C16:0甲酯的检出限为813g/ml、脂肪酸C18:0甲酯为9g/ml,完全可以满足检测要求。,准确度与精密度,用回收试验考量本方法的准确度。取同造奶油样品提取的脂肪3份,分别选择3个水平,加入脂肪酸C18:1n-9(cis)甲酯标准品和脂肪酸C18:1n-9(trans)甲酯标准品,每个水平检测两次,检测结果取均值。结果见表1,回收率为9714%10112%。,用重复性试验考量本方法的精密度。称取6份同一棕榈油样品,用本法重复检测,以棕榈油脂肪酸组成中最主要的脂肪酸C14:0、C16:0、C18:0、C18:1n-9(cis)和C18:2n-9,12(cis)的百分含量,计算精密度。结果见表2,重复性良好。相对标准偏差为0173%1173%。,311样品的选择,有研究指出,反式脂肪酸主要是在植物油或动物油脂的氢化过程中发生部分异构化形成的,通常形成的是反式脂肪酸.反式脂肪酸也存在于反刍动物,主要是饲料中的脂肪在肠腔中的丁酸弧菌属菌群的酶促氢化作用下生成反式脂肪酸,生成最多的是脂肪酸C18:1n-11(trans)。也有人认为高温中反复煎炸也可产生反式脂肪酸。棕榈油常用于食品的煎炸,许多人造奶油通常是植物油氢化形成的,棕榈油是重要原料,因此本研究选用棕榈油和人造奶油样品。检测结果表明,棕榈油和咸鸭蛋基本不含有反式脂肪酸;而人造奶油则含有1612%(w/w)的反式脂肪酸C18:1n-9(trans),同时脂肪酸C18:2n-9,12(cis)含量很少,显然是后者加氢时发生部分异构形成的。,柱温的选择,选择合适的的柱温,是实现各种脂肪酸良好分离的关键。按Subramaniam4选用的柱温一级程序升温方法,脂肪酸C16:0与C20:0之间的出峰时间间距太近,这两种脂肪酸之间的脂肪酸C16:1n-9(cis)、C16:1n-9(trans)、C18:0、C18:1n-6(cis)、C18:1n-9(cis)、C18:1n-11(cis)、C18:1n-6(trans)、C18:1n-9(trans)、C18:1n-11(trans)、C18:2n-9,12(cis)和C18:2n-9,12(trans)等11种脂肪酸过于拥挤、分离效果不好。本法采用三级程序升温方法,目的是在第二级程序升温中降低色谱柱的升温速度,扩大脂肪酸C16:0与脂肪酸C20:0之间的出峰时间间距,使得11种脂肪酸达到更好的分离。,各种脂肪酸的分离情况,由脂肪酸甲酯标准品色谱图可见,脂肪酸C10:0至C24:08种偶数碳饱和脂肪酸,由低碳数先、高碳数后极有规律地有序出峰。某一不饱和脂肪酸的色谱峰位于同碳数的饱和脂肪酸之后,如脂肪酸C16:1位于脂肪酸C16:0之后;同碳数的不饱和脂肪酸,烯键少先出峰,如脂肪酸C18:1位于脂肪酸C18:2之前;顺式、反式脂肪酸的色谱峰相邻,反式位于顺式之前,如脂肪酸C16:1n-9(trans)位于脂肪酸C16:1n-9(cis)之前、脂肪酸C18:1n-9(trans)位于脂肪酸C18:1n-9(cis)之前;同一异构体的不饱和脂肪酸,烯键位于碳原序数大的色谱峰居于序数小的之前。虽然脂肪酸C18:1n-9(trans)和C18:1n-11(trans)二者之间、及脂肪酸C18:1n-6(cis)、C18:1n-9(cis)和C18:1n-11(cis)三者之间分离不很完全,但反式脂肪酸C18:1(trans)与顺式脂肪酸C18:1(ci