（作物遗传育种专业论文）反式脂肪酸检测方法的建立及应用.pdf

西南大学硕士学位论文摘要 更式脂肪酸检测方法的建立及应用 作物遗传育种专业硕士研究生魏丽芳 指导教师殷家明副教授 李培武研究员 摘要 反式脂肪酸( 1 r a n sf a t t ya c i d s ，简称ao r1 ) 是含有反式构型双键的一类不饱和脂肪 酸的总称，反式脂肪酸的摄入严重威胁人类健康，诸如影响必需脂肪酸的消化吸收、导致心 血管疾病的发生r 、导致大脑功能的衰退。反式脂肪酸的研究已受到国外学者的高度重视。国 内对反式脂肪酸的研究才刚刚起步，还没有普遍接受的反式脂肪酸检测标准方法。 为了建立一种快速有效的反式脂肪酸检测方法，本文比较了氢氧化钾一甲醇、甲醇钠一 甲醇、三氟化硼一甲醇、浓硫酸一甲醇4 种甲酯化衍生方法对实验材料奶油中反式脂肪酸 检测的影响，以反式脂肪酸的响应峰面积值为考察目标，筛选出最佳甲酯化衍生方法。然后 对选择的甲酯化衍生试剂的用量、浓度、甲酯化稳定时间等进行选择，并对仪器条件优化， 初步建立反式脂肪酸检测方法。利用此方法测定多种油脂、油脂食品、煎炸油中的反式脂肪 酸含量。试验结果如下： 1 、试验过程中奶油取样量相同，以6 种反式脂肪酸的响应峰面积值为考察目标比较4 种甲酯化衍生方法，其中三氟化硼一甲醇法处理得到的反式脂肪酸响应值均最大，浓硫酸一 甲醇法处理得到的反式脂肪酸响应值最小。c 1 8 ：1 9 t ( 反油酸) 为最常见反式脂肪酸，三氟化 硼一甲醇法处理时峰面积值为3 4 7 0 9 ，浓硫酸一甲醇法处理时峰面积值为1 8 2 1 。 2 、 通过4 种常见的脂肪酸前处理方法比较，最终确定在取样量3 0 i n g ，2 n l l l o 三氟化 硼一甲醇溶液为甲酯化试剂，温度1 0 0 密封加热1 5 m i n ，2 m l 正己烷常温下漩涡震荡萃取为反 式脂肪酸最佳前处理条件。 3 、仪器检测条件的优化： 色谱柱：r t 2 5 6 0 ( 1 0 0 m o 2 5 衄0 犁m ) ； 程序升温：1 4 0 保持2 m i n ，以3 m i n 速度升至2 4 0 ，保持加m i n ； 西南大学硕士学位论文捅要 载气：h e ，恒流模式；流速：2 m 】m 缸 迸样口温度：2 5 0 ： 检测器：f m ，2 8 0 ； 进样方式：分流进样，分流比：1 ：5 0 ； 气体配比：氮气：氢气：空气= 4 5 ：3 0 ：3 0 0 ；进样体积：舡l ； 4 、内标法确定常见食用油及油脂食品中反式脂肪酸种类主要为：c 1 4 ：1 9 t 、c 1 6 ：1 9 t 、 c 1 8 ：1 9 t 、c 1 8 ：2 9 t ，1 2 t 及c 1 8 ：2 9 t ，1 2 c 、c 1 8 ：2 - 9 c ，1 2 t 六种。 5 、应用建立的反式脂肪酸检测方法，测定常见食用油及油脂食品中反式脂肪酸含量。食 用油以菜籽油中反式脂肪酸含量最高，达到1 2 1 0 0 9 。食品中以奶油反式脂肪酸含量最高为 3 5 5g ，1 0 0 9 ；膨化食品次之2 3 3g ，1 0 0 9 。 6 、煎炸油中反式脂肪酸的动态变化监测是该检测方法的又一实际应用，随着煎炸时间的 延长，各种类反式脂肪酸绝对含量逐渐增加。 关键词：反式脂肪酸检测方法甲酯化气相色谱 n 西南大学硕士学位论文abstra c t t h ed e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o n o fd e t e c t i o nm e t h odf o rt r a n s f attyac id s ( t f as ) m a jo r ：c r 叩g e n e t i c sa n db r e e d i n g m a c a n d i d a t e ：w e il i f a n g s u p e r v i s o r s ：a s s o c i a t ep r o f y i nj i a m i n g p r o f 。l ip e i w u a b s t r a c t t r a n s - f a t i ya c i di st h eg e n e r i cn 锄eo fag r o u po fu n s a t i l r a t e df a t t ) ，a c i d sw l l i c hi n c l u d e t r a 瓞_ c o n 五g l l r a t i o nd o u b l eb o n d t s - f a t t y 孔i d sm r e a t e nm a n l 血d ，sh e a l t h y f i o u s l y ，s u c h 勰 i m p a c t i n gd 蟾e s t i o n 姐da b s o i p t i o no fe s s e n t i a lf a t t ya c i d s l e a d i n gt oc a r d i o v 勰c i l l 缸d i a o c c i i r r e n c e ，c a u s i n gb r a i nf u n c t i o nd e d i l l e ，i h eo v e r s e 勰f e s e a r c h e r sh a v ea t 蛐dg r e a ti m p o n 翘c e t om et r a i l sf a n ya c i d s a t i e n t i o n s 佃m e 仃a n sf a t t ) ，a c i d sa r e j u s tp a i e dt 0i nh o 赋n ei l n i v e r s 她 a c c e p 锄tm e b dt od e e c 垃o no ft e a 璐f a 技ya c i d sh a s 曲ed e v e l o p e dy e ti nc h i n a ， i no r d e rt oe s t a b l i s haf a s t 卸de f f 色c t i v cd e t c c t i o nm e t h o do f 垭m sf a t t ya c i d s ，f o u re s t e r i 丘c 础0 n m e t h o d so fp o t a s s i u mh y d r o x i d e - m e t h 姐o l m “h a n 0 1s o d i u m m e t h a n o l ，b o r o nt r j 咀u o r i d e m e t l l a l l o l 缸dc o n c e n 妇t e ds i d p h u r i ca c i d m e t h a n o l 、耽r ec o n l p a r e do nt h e 爬s p o n dp e a k 宣陀a s0 f t h et r 缸峪f a l t t ya c i d si nb u t t e r ，a n dt h eb e s te s t e 衄c a t i o nm e t h o dw 弱s a e n e do u t t h e nt h e c o n c c n 妇t i o n 锄dv o l n m co ft h ee s t e j _ i 丘c a i i o n 比a g e n s 柚dm e t h y le s t e r i f a c a t i o t e m p e r a t l l 】ca j l d h o l dt i n l e 、e 陀d e t e r m i n c d c 0n l _ b i n e dw i i ht h e 0 p 缸q i z a no fe q u i p m 朗tc o n d i t i o m ，p 硒a d r d e t c c f i o nm e f h o d0 f 妇n s f a t t ya c i d sw 弱e s t a b h s h e d u s 崦她d e v e l o p c dd e f c c 幽nm e t h o d ，也e 咖s f a 拄ya c i d s 遗s 6 m ee d i b l eo i i sa n do i lf o o d s 戳鹅m e n s u r a t e d ，柚dc o n t e n tc h a n g e so ft h e 觇丑s f a t t ya c i d si n 埘i l 培o i l sw e r ce x p l o r e d 1 h er e s u l t sa 心a sf o n o w s ： 1 f o u rm e t h y le s t e r i f i c a t i o nm e t h o d sw e r ec o m p 眦do nt h er e 等p o n dp e a l 【a r e 觞o f6k i n d s0 f 仃a n s 自t t ya c i d si nt l i es 锄eq u a n t i t a t i v es 锄p i eb u t t e r i ts h o w e dt h a te s t e r i f i c a t i o nw i t h 也e m e t h o do fb o r o nt i j 旧u o r i d e - m e t h 姐o l r e s l d t e di nt h eg r e a t e s t 他s p o n s ep e a 】【缸e 勰0 ft h e 虹a n s f 乱t ya c i d sa n dt h a tc s t e r i f i c a t i o n 、以t ht h em e t h o do fc o n c t r a t e ds u l p h u r i ca c i d m e l h a n o l r u l t e di i lt h es m a e s tr e s p o n s ep e a ka r e a so ft h et r a n sf a t i ya c i d s 2 n i o u g hf o u re s t e 施c a t i o nm e t h o d sc o m p a r i s i o no ft h ef a t t ya d d s ，t h eb e s tp r e m e a t m e n t c o n d i t i o n so fm e 仃姐sf a t t ya c i d sw e r ed e s 咖a t e d 雏t h e 缸a ls 锄p l eo f3 0m g ，2 i i l l l o b f 3 - m e t h 粗0 1s o l u 曲na sd e 咖a t i v er e a g e n t ，h e 加e t i c a l l yh e a t i n g1 5 l i na t1 0 0 a n dc x t r a c t i o n w i t h2 m lh e x a n ea tr o o mt e n l p e r a t l l r e 3 n e0 p t 砌z e de q u i p m e n tc o n d i t i o n sw e r ed e f m e d a s ： c 0 l u 衄：r t 2 5 6 0 ( 1 0 0 m o 2 5 衄0 2 m ) ； c 痂e r9 2 l s ：h e ，c cm o d en o wr a l e ：2i n l m i n ； 删e c t i o np o r tt e m p 啪t u i e ：2 5 0 ；d e i e c t o r ：f m ，2 8 0 ； o v e nt e m p e r a t u r e ：1 4 0 c h o l d2 m i n ) t o2 4 0 ( h o l d1 0 m 蛐a t 3 m i n ； 1 1 1 p u tm o d e ：s p h t 坷e c t i i ，s 】p l i tr a t i o ：1 ：5 0 ； g 弱r a 曲：n i t r o g e n ：h y d r o g e n ：a i r = 4 5 ：3 0 ：3 0 0 ；i n j e c t i o nv o l u n 圮：1 l ； 4 b vi n t e m a ls t 强d a r dm e t h o d ，t h em a i ns i xt y p 鼯o ft r 翘sf a t t ya d d si nc o m m o n e d i b l eo i l s 如d o i lf o o d sw e r ei d e n t i f i e d 弱c 1 4 ：1 9 l ，c 1 6 ：1 9 t ，c 1 8 ：1 9 t ，c 1 8 ：1 - 1 1 t ，c 1 8 ：2 - 9 t ，1 2 t 跹d c 1 8 ：2 - 9 t ，1 2 c ，c 1 8 ：2 - 9 c ，1 2 t 5 b y m ed e v e l o p e d d e t e c 曲n 姗t h o d o f 岫s f a 町a c i d ，l h e 缸a 璐f 矾y a d d c o n l e n t 缸e d i ：b l e o i l s 龃do nf o o d s 、私曲e s 衄a t e d a m o n gt h ee d i b l eo i l ，r a p e s e e do i lh a dt h eh i 曲e s tt r 姐sf a t t y a c i dc o n t e n t ，r e a c h i n g1 2 矿0 0 9 n e 仃锄sf a n ya c i d si nb u t l e rr e a c h e dam a x h 哪c o m e n t0 f 3 5 5g ，1 0 0 9 ，f o n o w e db y 衅df o o dw i t h2 3 3g ，1 0 0 9 6 m o i l i t 0 血g 吐l ed ) r n 觚血c h a n g eo ft h et r 柚s - f a n ya c i d s c o n t e n ti n 奶，i n go i li s 壮o t h e rp n c t i c a l a p p l i c a t i o no f t h ed e v e l o p e dd e 蚍t i o nm e t h o d i ti n d i c a t e dt h a tt h ec o n t e to fv a r i o u so f 劬璐 f a t t ) r i d sf a d u a y i n ：佗勰e d 、7 l ，i t ht h ep r o l 0 啦；i n go f 丘y i n gt i i n e k e y w o r d s ： t r a n s f a t t y a c i d s ，d e t e c t i o nm e t h o d ， m e t h y l c s t e r i 丘c a t i o n ， g 勰 c h r o m a t 0 孕a p h y 西南大学硕士学位论文 缩略词表 缩略词表 缩略词 英文全称中文译名 7 搦 c i s s h d l l d l a o c s t r a n s f a t t ) ra c i d s c i s 1 i r a n s h i g hd e 船i t yn p 叩r o t e i n i 乃wd e n s i t yl i p o p r o t e i n a m e r i c a no i lc h e r n i s t ss o d e t ) ， w ，o d dh e a l t ho 玛蛆i z a t i o n f b o d 孤da 酣砌t u r c o 玛a n i 跹l i o n f b o da n dd n 培a d n 蛐t r a t i o n g 雒c h r o n l a t o j 野蕊 n 血_ l a y e rc h r o m a t o 孕a p h y i n f h 他da b s o i p t i o ns p e c t n ：吼 c a p m a r ye l e c p h o r e s i s 反式脂肪酸 顺式 反式 高密度脂蛋白胆固醇 低密度脂蛋白胆固醇 美国油脂化学家协会 联合国世界卫生组织 粮食农业组织 美国食品药品管理局 气相色谱 a g + 薄层色谱 红外吸收光谱 毛细管电泳 4 3 肿 聪 m 取 伍 西南大学硕士学位论文插图及附表清单 插图及附表清单 图1 1 脂肪酸平面结构 表卜1 各国人造奶油反式脂肪酸含量 表4 1 氢氧化钾一甲醇浓度用量最佳组合式反式脂肪酸分析 表4 2 氢氧化钾一甲醇浓度用量最佳组合式反式脂肪酸分析 表4 3 浓硫酸一甲醇浓度用量最佳组合式反式脂肪酸分析 表4 4 三氟化硼一甲醇浓度用量最佳组合式反式脂肪酸分析 图4 16 0 时酯化时间的延长对反式脂肪酸峰面积的影响 图4 27 0 时酯化时间的延长对反式脂肪酸峰面积的影响 图4 38 0 时酯化时间的延长对反式脂肪酸峰面积的影响 图4 49 0 时酯化时间的延长对反式脂肪酸峰面积的影响 图4 51 0 0 时酯化时间的延长对反式脂肪酸峰面积的影响 图4 6 奶油在i n n o w a x 和r t 一2 5 6 0 色谱柱上的图谱 图4 7 程序升温1 时5 种混标分离的色谱图 图4 8 程序升温3 时5 种混标分离的色谱图 图4 93 7 种脂肪酸色谱图 表4 53 7 种脂肪酸的f i d 响应因子 表4 64 种反式脂肪酸的f i d 校正因子 表4 7 回收率和精密度测定结果 图4 1 0 内标法确定奶油中c 1 4 ：卜9 t 的色谱图 图4 1 1 内标法确定奶油中c 1 6 ：卜9 t 的色谱图 图4 1 2 内标法确定奶油中c 1 8 ：2 - 9 t ，1 2 t 的色谱图 图4 1 3 反式脂肪酸及其异构体的判断 表4 8 日常食用油中反式脂肪酸的含量测定结果 表4 9 部分油脂食品中反式脂肪酸含量分析 图4 1 4 精炼大豆油随煎炸时间延长反式脂肪酸的变化 图4 1 5 菜籽油随煎炸时间延长反式脂肪酸的变化 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了 特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁 在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：魏丽芳签字日期：2 0 0 8 年5 月 2 8 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：晰保密， 口保密期限至年月止) 学位论文作者签名：弱痢甍 导师签名：障辔卅 签字日期：谚g年月日 签字日期：伽。k 年6 月，日 西南大学硕士学位论文文献综述 第1 章文献综述 反式脂肪酸是油脂和含有油脂类食物中的常见组分。早在2 0 世纪8 0 年代，为了降低食 品中的饱和脂肪酸，反式脂肪酸作为饱和脂肪酸的替代品被使用。但在1 9 9 0 年，科学家发现 人造奶油中的反式脂肪酸会降低血液中有益的高密度脂蛋白( 皿l ) 含量，而使有害的低密度脂 蛋白含量( l d l ) 增加，这一发现在国际上引起普遍重视n 1 。此后，反式脂肪酸开始成为人们研 究的热点口3 耵。近些年来，随着生活水平的提高，人们对健康食品要求也越来越高，如何 有效控制食品中的反式脂肪酸含量，减轻油脂类食品对人体的危害成了国际社会普遍关心的 问题。然而，我国对反式脂肪酸的研究起步较晚，相关的研究比较落后，本文通过查阅国内 外大量文献后，对反式脂肪酸的来源、危害和检测方法等做全面综述，以期能为我国反式脂 肪酸的研究提供参考。 1 1 反式脂肪酸概念及结构 反式脂肪酸( t r 孤sf a t t ya d d s ，简称n a ) 是含有反式构型双键的一类不饱和脂肪酸的总称。 通俗的讲，反式脂肪酸是油脂氢化加工过程的副产物。天然植物油不饱和程度较高，抗氧化 能力差，油脂稳定性不好。反式脂肪酸具有常温下比不饱和脂肪酸更稳定，不易使油脂发生 氧化变质的优点。因此为防止油脂变质，增加食品口感和美味，对天然植物油进行人为改造， 引入氢分子使液态不饱和脂肪变为固态或半固态脂肪，其中一部分剩余不饱和脂肪酸发生了 “构型转变”，从天然的“顺式”结构异化成“反式”结构，就是我们说的反式脂肪酸。 在以双键结合的不饱和脂肪酸中，脂肪酸分子结构上可能会出现顺、反两种几何异构体。 t f a 是指至少含有一个反式构型双键的脂肪酸，即c = c 双键上两个碳原子所结合的氢原子分别 位于双键的两侧；而顺式脂肪酸双键上两个碳原子所结合的氢原子位于双键的同侧( 图卜1 ) 。 hh fi c c c c 二 il h h 饱和脂肪酸 h h fi _ c _ c = c c 一 顺式脂肪酸 h i c c = c c i h 反式脂肪酸 图卜1 脂肪酸平面结构 f i g 1 1p l a j l a rs t m c n 鹏o ff a t t ya c i d s 油脂的氢化加工，可形成多种双键位置和空间构型不同的脂肪酸异构体，其中以反式 c 1 8 ：1 脂肪酸为主，双键位置主要分布在4 1 6 之间1 ，并以反c 1 8 ：1 9 ( 反油酸) 、反 c 1 8 ：1 1 0 和反c 1 8 ：1 1 1 三种形式为主。1 9 9 9 年，h u 蛐o f 等评估了欧洲1 4 国a 和其它 脂肪酸的摄入量，分析结果表明，膳食中主要a 是反式油酸h 1 。 西南大学硕士学位论文 文献综述 1 2 反式脂肪酸的产生和来源 1 2 1源于食用油脂的氢化加工 为防止油脂酸败，延长保质期，便于运输，上世纪6 0 年代初兴起了油脂氢化加工工艺，进 而生出人造奶油、人造黄油、植物性起酥油等氢化油产品并大量用于食品加工。油脂在氢化 过程中，氢原子与不饱和脂肪酸的加成，引起双键重排，形成反式脂肪酸嘲。以大豆油氢化 加工为例，氢化时间越长反式脂肪酸含量越高蹭1 。据报道，由于加工方式，加工原料，食品种 类，地域，制造商等诸多因素的影响n 0 n 1 ，氢化油反式脂肪酸含量在5 一4 5 之间，最高可 达6 5 【1 2 1 。 1 2 2 源于油脂精炼、储存、加工 反式酸在结构上更加稳定，所以顺式脂肪酸只要吸收一定能量就会使脂肪酸构型从顺式 转化为反式，精炼加工过程使油脂暴露于光、热、催化剂等条件下，生成反式脂肪酸n 驰，在 这一操作中，为除去油脂内醛酮等异味物质，脱胶，脱羧，脱色工艺过程常添加酸，碱，白 土等化学品，若将本身和引入的异味去除以尽，通常需要2 5 0 以上长时间处理，这一过程亦 产生反式脂肪酸，且温度越高生成的反式酸量越高n 耵。 植物油烟点通常高于2 0 0 ( 如大豆油2 0 8 ，花生油2 0 l ，菜籽油2 2 5 ，玉米油2 1 6 ) 【堋， 许多人烹调时习惯将油加热到冒烟，易导致t f a 的产生：一些反复煎炸食物的用油，其油温远高 出食用油的烟点，使油及油炸食品中所含的t f a 随用油时间的延长含量增加。 1 2 3 源于天然及加工食品 反刍动物( 牛，羊) 脂肪和乳及其乳制品：反刍动物脂经其体内微生物部分氢化作用而 产生少量反式不饱和脂肪酸及反式脂肪酸异构体，这些脂肪酸能结合于机体组织或分泌入乳 中。通过动物脂肪、乳及乳制品进入人体。2 0 0 4 年m u h a 咖a di b 研究表明反刍动物体中反式 脂肪酸的含量占总脂肪酸的4 一1 1 ，牛奶，羊奶中的含量占总脂肪酸的3 5 。 随着生活方式的改变和生活水平的提高，“休闲食品”、各类“快餐”进入了人们的生 活，据报道，反式脂肪酸普遍存在于方便面、曲奇、咖啡伴侣、蛋糕、麦当劳和肯德基的油 炸薯条、汉堡等各类食物中n 耵，与人类生活密切相关。 1 3 反式脂肪酸对人体的危害及各国所采取的对策 1 3 1 反式脂肪酸对人体的危害 对反式脂肪酸的警觉始自荷兰和英国科学家的一项研究发现：人造奶油中的反式脂肪酸降 低了有益的高密度胆固醇( 皿l ) 的含量而使有害的低密度胆固醇( l d l ) 增加，这一发现在国际 上引起普遍重视。反式脂肪酸被认为是一种有害人体健康的物质，但它对于人体是否真的产 生危害，还有一个前提条件一摄入量。2 0 0 4 年，一项流行病学调查表明，膳食中的反式脂 2 西南大学硕士学位论文文献综述 曼曼! ! ! ! ! ! ! ! ! 皇皇! ! ! ! 鼍曼! 曼曼曼曼! 曼皇! 曼! 曼! ! ! ! ! ! 鼍曼! ! ! 曼! 曼! ! 曼! ! ! ! ! ! ! ! 曼巴皇! ! ! 皇苎曼皇! 曼! 皇! 皇寰! 曼! 皇。 肪酸每增加2 ，人们患心脏病的风险就会上升2 5 n 力。随后诸多试验表明反式脂肪酸确实 对人体造成负面影响n 8 西瑚1 。 1 3 1 1 影晌必需脂肪酸的消化吸收 反式脂肪酸通过胎盘转运给胎儿，母乳喂养的婴幼儿会因母亲摄入氢化油而被动摄取反 式脂肪酸，受膳食和母体t f a 影响，母乳中反式脂肪酸含量占总脂肪酸的1 1 8 ，影响必 需脂肪酸的消化吸收d 。使胎儿和新生儿比成人更容易患上必需脂肪的缺乏症，影响生长发 育船洲1 。 1 3 1 2 导致心血管疾病的发生 反式脂肪酸能提高低密度脂蛋白胆固醇水平，降低高密度脂蛋白胆固醇水平，促进动脉 硬化乜5 硼，同时具有增加血液粘稠度和凝聚力的作用，导致血栓的形成。早在1 9 8 2 年，t h o m a s 发现死于冠心病的人的脂肪组织中反式脂肪酸含量高于正常人群，但没有统计学上的显著差 异。1 9 8 7 年p i e t i n e n 等对2 1 9 3 0 名男性抽烟者的研究中发现，t f a 摄入量和冠心病死亡率呈显 著正相关矧。2 0 0 3 年a n ab a y l i n 研究了4 8 2 人的心肌组织，表明脂肪组织中总t f a 与心肌梗塞 的危险呈正相关啪1 ；流行病学调查结果显示，增加2 的t f a 摄入量，患心脏疾病的危险性相 应上升2 5 1 。 1 3 1 3 造成大脑功能的衰退 大量摄入反式脂肪酸的人群，由于血液中胆固醇增加，促使大脑动脉硬化，因此容易造 成大脑功能衰退，k a l m i j n 等人研究证明，大量食用反式脂肪酸的老年人，认知功能的衰退更 快，容易引发老年痴呆症嘲。还有报道认为t f a 抑制前列腺素的合成，进而影响中枢神经系统 发育，增加孩子的学习障碍。 1 3 1 4 诱发妇女患型糖尿病 哈佛公共卫生学院f r a n kh u 博士在1 4 年研究中分析了8 4 2 0 4 例妇女的资料，分析表明她 们摄入的脂肪总量、饱和脂肪或单不饱和脂肪均和患糖尿病无关，但摄入的反式脂肪含量却 显著增加了患糖尿病的危险嘲。硬化处理过的植物油要比饱和的动物脂肪更为危险，因为这 种处理会增加其中的反式脂肪含量。对于h 型糖尿病患者来说，无论其年龄、种族及性别差 异如何，他们患心脏梗塞或中风的危险性要比非糖尿病患者增加3 倍以上，这也意味着糖尿 病患者患心脏疾病的危险实际上和那些心脏病患者是一样的。胰岛素耐受性不仅会提高血糖 水平，而且还会升高对心脏有害的l d l 含量。 此外，一些研究认为t f a 与癌症( 结肠癌、前列腺癌、乳腺癌) 的发生有关口1 3 扎3 们。根 据食品分析和流行病学研究结果，欧美人均摄入t f a 量有减少的趋势，但仍高于其它国家和地 区。发展中国家的t f a 摄入则有增加的趋势1 。因此对食品中反式脂肪酸含量的限定势在必行 1 3 2 各国采取对策 3 西南大学硕士学位论文文献综述 由于t f a 对人体的负面影响，各国相继出台有关法规，对食品中t f a 含量，标示等做出相 应的规定。2 0 0 3 年5 月，丹麦政府对t f a 制订了严格的规定，从2 0 0 3 年6 月1 日起，丹麦市场 上任何含t f a 超过2 的油脂都被禁止销售，其法律规定，每1 0 0 克食用油中只能含有2 _ 一5 克反式脂肪酸，这个含量极低，意味着基本不含反式脂肪酸。而从2 0 0 3 年1 2 月3 1 日起，这 个规定更拓展到生产的油脂食品中，新规定对丹麦本国和外国生产的产品都有效。 2 0 0 3 年7 月，美国f d a 公布的规章指出：自2 0 0 6 年1 月1 日起，食品营养标签中必须标注产品 的饱和脂肪酸含量及反式脂肪酸的含量汹卿这被认为是美国自建立食品营养标签制度以来 的一次重大改动。2 0 0 6 年1 2 月5 日，纽约市所有餐厅不再使用有害健康的人造氢化油产品，纽 约成为全美第一个在餐饮业全面禁止反式脂肪酸的城市n 。 加拿大规定2 0 0 5 年1 2 月始，新的食品营养标签中必须标示出m 气的含量，还提出禁止加工 食品中含有对健康不利的反式脂肪酸的私人议案，要求快餐店在餐牌上除列明食品价格外， 也需表明所含卡路里数量，餐馆也要在餐牌上表明每份食物的反式脂肪酸和钠含量，让消费 者选择。 几乎与美国同时，巴西也通报了新规定，称将自2 0 0 7 年7 月3 1 日起，强制要求在包装食品 的营养标签中标注包括饱和脂肪、反式脂肪酸和钠含量的信息啪1 。荷兰及瑞典等国拟将油脂 食品中t f a 含量定在5 以下。w h o 和f ：a o 为增进心脏血管系统的健康，提出应尽量控制饮食 中反式脂肪酸摄取量，建议其最大摄取量在总能量的1 以下。 日本也修订人造奶油中t f a 含量标准，并提醒消费者减少摄取含饱和脂肪酸与反式脂肪酸 的油脂食品。韩国从2 0 0 7 年1 2 月起要求强制标示包装食品中反式脂肪酸含量，这一举措使韩 国成为亚洲最早对反式脂肪酸作出规定的国家臼町。 表卜1各国人造奶油反式脂肪酸含量删 t a b l e1 11 r a n sf a t t ) ra d d sc o n t e n to fm a 唱a r m ei nd i 彘r c n to o u n 耐懿 国家c o u n t i i e s 反式脂肪酸含量t r a 舾f a t t ya c i d sc o n t e n t 美国a m e r i c a 英国b r i t a i n 欧洲e u r o p e 日本j a p 蛆 荷兰n e t h e r l 卸d s 法国f r 柚c e 瑞典s w e d e n 1 1 3 0 1 1 - 3 9 7 3 2 8 7 - 2 6 5 5 以下 3 8 以下 5 以下 由于东西方传统饮食的差异，对于我国人来说，反式脂肪酸是二个“新生事物”，国民对 它的认识远远落后于西方，消费者不了解反式脂肪酸这个名词，更不知道膳食中存在反式脂 4 西南大学硕士学位论文 文献综述 肪酸。迄今为止，国内有关反式脂肪酸的研究报道较少，除台湾地区对食品中反式脂肪酸含 量有限制，并不定时地对市场上快餐业所使用的2 5 种烹饪食品进行抽查检验外，尚无统一的 标准和检测方法。 1 4 反式脂肪酸国内外研究现状 目前，我国在降低t f a 含量方面主要采用酯交换和低温压榨两种新技术，油脂加工企业结 合高校科研优势开发出适应生产生活需要的低反式脂肪酸或零反式脂肪酸产品。安徽利辛县 华裕油脂有限公司利用中国科技大学酯交换专利技术生产出亚油酸含量丰富同时又不含t f a 的第三代人造健康奶油及系列产品；武汉工业学院利用低温压榨技术研制的我国首条双低油 菜籽脱皮冷榨生产线在湖北省鄂州市建成投产，该技术摒弃了我国油菜籽加工的传统模式， 可避免高温加工过程产生的t f a ，油脂聚合体等有害物质；避免油中的维生素e ，甾醇等生理 活性物质的流失“；生产的菜籽饼中蛋白质不变性，为菜籽饼的进一步开发利用创造条件。 国外“冷榨天然菜籽油”以高于普通压榨菜籽色拉油4 倍的价格出售。目前国内低温纯天然花 生油，大豆色拉油和不舍t f a 的新型绿色健康奶油等的生产均有报导。丹尼斯克中国有限公司 已开发出了新型添加剂，可提高不含t f a 油脂的结晶速度，终端产品的应用效果又优于传统含 t f a 的油脂产品m 册。 各国还竟相研究低反式脂肪酸或零反式脂肪酸制造技术，主要采取以下方法： 1 利用生物技术利用生物技术的重点是酯交换。目前人们很难采用常规育种手段控 制油脂组成，所以国外很多学者开始研究利用基因工程技术改造脂质，使液体植物油替代氢化 工艺生产出的高硬脂酸含量的固体油脂，达到降低反式脂肪酸摄入的目的h “眠删。 2 改进加工工艺植物油氢化技术研究的最新进展表明，采用超临界催化氢化技术 可以加快反应速度，明显降低油脂中反式脂肪酸含量h 。采用新型昂贵金属铂替代传统镍 作催化剂，以便在较低温度下进行氢化反应1 。在油脂精炼脱臭工艺中，油脂脱臭时产生 的油脂异构化问题和脱臭设备的结构有关，因此各国引进和开发了低温，短时少汽的新工艺 和新设备，如采用双重低温脱臭( d t d s ) 系统，冻结，凝缩真空脱臭( f v s d ) 系统等，可以抑止和 减少油脂中反式脂肪酸的产生h 引严格控制油脂氢化工艺中工艺条件，例如高压，低温， 高氢浓度及催化剂。酶法酯交换技术是从分子水平上改变油脂以生产低含量皿a 人造奶油 的最佳技术嘲1 。全球领先的专用植物油脂生产商之一瑞典砀咄h 黝s 公司率先采用该技 术，1 9 9 6 年进行实验室试生产，1 9 9 9 年进行了半工业规模的批量生产。2 0 0 1 年始借助诺维信设 计的体积为1 立方米的插入式反应器大规模扩大生产。酶法酯交换生产零t f a 油脂流程简单， 有效，资金投入较少，不存在废水问题，也不影响成品油脂的风味和功效。 3 开发健康油脂替代品目前国际上用于健康油脂的替代品主要有两类，一是植物甾醇 酯和植物甾烷醇酯，二是棕榈仁油的分提产物。植物甾醇酯是由植物甾醇与植物油通过酯化作 5 西南大学硕士学位论文文献综述 用制得，植物甾醇酯的物理特性和结晶特性与硬脂相似，可成为氢化油的健康替代品。据报 道，w b s t e r 己将植物甾醇酯和植物甾烷醇酯用于人造奶油，蛋黄酱，烹饪油，奶酪，奶油和起 酥油中，作为氢化有的健康替代品陆。近年来棕榈油新产品的研究也已开发了一些基于棕榈油 的无t f a 的人造奶油和其它油脂新产品嘲。英国食品公司已经推出了在食品生产加工领域普 遍使用的低t f a 含量的氢化棕榈仁油替代物。 现今，美国n a b i s c 0 公司、欧洲的u n j l e v e r 公司已开发出零含量t f a 人造奶油上市。加拿大 食品制造商正在努力，v r o o r t m s n 蛆c o o k i e s 已经宣布其曲奇饼干中将不含呱a ，而加拿大首 屈一指的p i z z a 连锁店很快就推出无t f a 新品。 1 5 反式脂肪酸检测技术研究进展 1 5 1 脂肪酸甲酯化方法 在对食用油脂中脂肪酸含量进行分析测定前，常需对其进行甲酯化处理，甲酯化方法很 多，常用的有：氢氧化钾一甲醇法、浓硫酸一甲醇法、三氟化硼一甲醇法汹1 。 氢氧化钾一甲醇法是一种在常温下进行的碱处理方法。其原理是将油脂降解为甘油和脂 肪酸，脂肪酸与甲醇结合生成脂肪酸甲酯；浓硫酸一甲醇法是需要冷凝回流的一种在高温下进 行的酸处理法。其原理是在强酸作用下将油脂中的主要成分甘油三脂降解，降解产物脂肪酸 与甲醇结合生成脂肪酸甲酯，完成衍生化处理。三氟化硼一甲醇法与浓硫酸一甲醇法相似，也 需进行冷凝回流，高温条件下，将油脂分解并充分甲酯化。 氢氧化钾一甲醇法不需冷凝回流，常温下酯化效果好，组分分离完全，适用范围广，可 用于分析动植物油脂、食品中油脂、藻类、微生物类脂肪酸，且操作简单，省时省力，特别 适合于相对量分析。浓硫酸一甲醇法和三氟化硼一甲醇法需冷凝回流，与氢氧化钾一甲醇法相 比，操作比较复杂，且需要长时间冷凝回流( 1 - 3 小时) ；浓硫酸具有强腐蚀性，三氟化硼常 温下为气体，可以通过呼吸、皮肤接触等对人体产生毒害，配制溶液及操作时需十分小心； 冷凝回流过程中，低碳组分容易挥发，因此浓硫酸一甲醇法和三氟化硼一甲醇法不适宜于对低 碳链组分较高的材料进行定性定量分析。但这两种方法酯化时间长、温度高( 8 0 1 2 0 ) 、 酯化率高，测定值接近于真实值，更适合于绝对含量的测定。因此，应根据不同的实验要求 和目的选择不同的甲酯化方法。 1 5 2 反式脂肪酸检测方法 1 5 2 1 a g + 薄层色谱法( a - g + - t 【c ) a g + 与顺式双键存在微弱的作用力，而与反式双键不发生作用。因此可以用来分析脂肪酸 的顺反异构体。该方法的缺点是不易区分出反式酸的谱带，仅可作为粗略的分析，该方法简 单、经济n 3 】。 6 西南大学硕士学位论文文献综述 曼! ! ! ! ! ! ! 曼! ! ! 鼍! 曼! ! ! ! ! ! ! 曼曼! ! 曼! ! ! ! 曼曼曼曼曼曼! ! 曼曼! 鼍曼皂曼! 曼曼曼! 曼皇曼曼曼! ! 曼曼皇曼曼曼! 曼曼! 曼苎! 曼! 皇苎曼! 曼! 曼! ! 曼 。 1 5 2 2 红外吸收光谱法【5 4 1 ( 珉) 红外吸收光谱法是一种较早的检测脂肪酸的方法，特别是能准确测定独立双键的数量【5 5 1 。 原理是将油脂中脂肪酸甲酯化，然后在9 0 0 1 0 5 0 c m 波数范围内进行红外光谱分析，该法最大 优点是快速方便。但由于基线漂移带来误差导致样品测量不准确，当反式脂肪酸含量小于1 时，难以检测反式酸的含量；另一方面，油脂不饱和酸超过3 0 又会影响检测的准确性，因 此，该检测方法灵敏度准确性受到质疑，缺点比较明显【5 6 1 。f r i t s c h ej 等利用衰减全反射红 外光谱法对此法改进，省去了样品中脂肪酸衍生化处理，使测定较方便喳7 1 。在红外吸收光谱 法基础上发展的傅立叶变换近红外光谱法，比最初的红外吸收光谱法更方便、准确。在分析 前不需要对油脂中的脂肪酸进行衍生化处理，不破坏样品，可以自动进行数据采集和处理。 姚i 蛆和鼬e 拜u 用此法分析了多种脂肪，油脂混合物，建立的数据模型适合于高、中、低 含量反式脂肪酸样品的分析汹1 。 1 5 i2 3 毛细管电泳法( c e ) 毛细管电泳法又称高效毛细管电泳法，是近年来发展起来的一类以高压直流电场为驱动 力的新型液相分离技术，基于带电组分在高压电场中迁移速率不同而进行分离，通过检测器 得到按时间分布的电泳图谱侧。具有高效、快速、样品用量少、环境污染小的优点。由于毛 细管内径极小，所以如何增加检测器的灵敏度同时又不造成明显的区带展宽是毛细管电泳技 术发展中至关重要的问题。目前c e 联用技术的长足发展，如紫外检测器、荧光检测器、化学 发光检测器、电化学检测器、质谱嘲1 ，为该技术的进步奠定基础。 1 5 2 4 气相色谱法( g c ) 色谱法中存在两相，一相固定不动称固定相；另一相则不断流过固定相称流动相。其原 理是利用待分离的各组分物质在两相中的分配系数，吸附能力的不同来进行分离。在一定温 度与压力条件下，使含有样品的流动相通过涂布有高极性固定相的毛细管柱，当载气携带的 混合物经过色谱柱时，混合物中的各组分与固定相发生作用，由于混合物中各组分性质和结 构上的差异、与固定相之间产生作用力的大小、强弱不同，随流动相的移动在两相间经过反 复多次的分配平衡使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中先后流 出，与柱后检测方法结合实现混合物中组分的分离与检测。目前国内的科研机构和企业普遍 使用a o c s ( 美国油脂化学家学会) 的标准方法，采用柱长1 0 0 m 的s p 2 3 4 0 、s p 2 5 6 0 、c p s i l 8 8 或b p x - 7 0 毛细管柱，内标物采用c 2 1 ：o ，进行甲酯化处理，根据脂肪酸的出峰顺序来确定反 式酸的种类，该方法可以直接分析出总脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、反式脂肪 酸的含量旧1 1 5 2 5 气相色谱质谱法( g c 。m s ) r u i z j m e n e zj 等采用超声波萃取，用g c _ m s 法测定面包产品中反式脂肪酸。研究结果表 7 西南大学硕士学位论文文献综述 明，该方法检测和定量限分别在o 9 8 3 9 3 m 眺g 和3 2 3 - 1 2 9 8 m 眺g 之间且采用超声波萃取可缩 短萃取时间，同时又不会降解目标分析物，是一个准确、可靠的方法u 。 a g + 薄层色谱法根据其反应原理，只可粗略判断反式酸的存在，经改良后此法与气相色谱 联用对脂肪酸进行定量，效果较好似2 船6 削；傅立叶变换近红外光谱法与傅立叶变换红外光谱 法相比，后者只可对特殊脂肪酸进行定量，如含有特殊双键构型的反式脂肪酸，而前者则可 以快速筛选或监测油脂产品，提供完整的脂肪酸组分、含量，它简单快捷，适用于现场检测。 其局限性在于对食用植物油、脂肪、及油脂混合物中特定成分的定量依赖于傅立叶变换近红 外模型的建立，而模型的建立则以气相色谱准确定量不同油脂的脂肪酸数据为基础，结合傅 立叶变换近红外图谱技术和化学信息