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核桃油中脂肪酸检测方法的研究进展

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彭涛 ¹ , 史立学 ² , 刘婷媛 ³ , 白雪 ¹ , 宋巧 ⁴^,^* , 张菁菁 ¹ , 吴福祥 ¹ , 刘俞含 ⁵ , 张小花 ⁵

实验室检测 | 创新应用 2025,3(8): 36-38

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核桃油中脂肪酸检测方法的研究进展

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彭涛¹, 史立学², 刘婷媛³, 白雪¹, 宋巧⁴^,^*, 张菁菁¹, 吴福祥¹, 刘俞含⁵, 张小花⁵

作者信息

彭涛，硕士，高级工程师，研究方向为食品药品检测与质量控制。

通讯作者:

^*宋巧，硕士，副教授，研究方向为食品营养与卫生。E-mail: 316920981@qq.com

Affiliations

出版时间: 2025-04-23 doi:

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摘要

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核桃油富含不饱和脂肪酸,尤其是具有重要生理功能的a亚麻酸(03)。本文系统综述了当前核桃油脂肪酸检测技术的研究进展,重点分析了气相色谱、气相色谱质谱联用、高效液相色谱和近红外光谱等方法的原理、技术特点及应用局限性。针对样品前处理中的提取与衍生化关键步骤进行了方法学比较,并基于国家标准 GB 5009.168—2016《食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定》,展望了快速检测、多技术联用和标准化方法构建等未来发展方向,为核桃油质量控制和功能研究提供技术参考。

关键词

核桃油 / 脂肪酸 / 气相色谱-质谱联用 / 高效液相色谱 / 近红外光谱

引用本文

彭涛, 史立学, 刘婷媛, 白雪, 宋巧, 张菁菁, 吴福祥, 刘俞含, 张小花. 核桃油中脂肪酸检测方法的研究进展. 实验室检测, 2025 , 3 (8) : 36 -38 .

. Laboratory Testing, 2025 , 3 (8) : 36 -38 .

正文

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0 引言

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核桃油作为高营养价值的木本植物油, 其脂肪酸组成中不饱和脂肪酸占比超过 90%,包含油酸、亚油酸和$\alpha -$亚麻酸等必需脂肪酸,这些脂肪酸不仅是构成人体细胞的重要组成部分, 还在调节血脂、促进大脑发育等方面发挥着重要作用,尤其是$\alpha -$亚麻酸含量较高,具有降低胆固醇、预防心血管疾病、抗炎等多种功能^[1-3]。随着人们对健康食品需求的增加, 核桃油的市场价值不断提升。根据国家标准 GB/T 22327-2019《核桃油》^[4],脂肪酸含量是核桃油质量评价的核心指标之一, 准确分析核桃油中脂肪酸的组成和含量, 对于营养价值评估、质量控制、鉴别真伪以及开发相关功能性食品具有重要意义。国家标准《食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定》^[5]规范了脂肪酸检测方法, 以气相色谱分析为主分析。国内外关于核桃油脂肪酸检测方法的研究缺乏系统性总结与对比。本文综述近年来的检测方法进展, 比较各类分析技术的优劣, 为相关研究和质量控制提供参考,并展望未来发展方向。

1 核桃油中主要脂肪酸组成及其营养价值

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核桃油中主要含有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两大类脂肪酸。饱和脂肪酸主要包括棕榈酸和硬脂酸,其含量分别占总脂肪酸的 7%~11% 和 1%~3%^[6]。不饱和脂肪酸包括约占总脂肪酸含量的 90% 左右,其中油酸含量通常在 1%~9%,亚油酸含量在 50%~64%,α- 亚麻酸含量在 7%~15%^[7]。亚油酸和亚麻酸可调节血脂代谢,降低血液黏稠度,抑制血栓形成^[8]。$\alpha -$亚麻酸作为$\omega - 3$前体,可在人体内转化为二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸 (EPA), DHA 和 EPA 对婴幼儿脑部和视力发育至关重要, 并能改善成年人认知功能,延缓老年痴呆^[9]。此外,$\omega - 3$的抗炎作用对关节炎等慢性病有潜在疗效,在神经保护和免疫调节等方面发挥着关键作用${}^{\left\lbrack {10}\text{-}{11}\right\rbrack }$。核桃油脂肪酸的比例适宜, 能赋予其较高的营养价值。不同产地、品种的核桃, 其榨取的核桃油中脂肪酸组成会有所差异, 进而影响核桃油的营养价值和市场接受度。若不饱和脂肪酸含量高,核桃油的保健功效更显著,更受消费者青睐；若饱和脂肪酸含量过高, 则可能降低核桃油的健康价值。因此精准检测脂肪酸组成, 对把控核桃油质量、提升产品市场竞争力具有重要意义。

2 样品的油脂提取与前处理

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从核桃仁中提取核桃油是测定脂肪酸的第一步。常用的提取工艺包括传统物理压榨法、化学溶剂浸出法、超临界流体萃取 (supercritical fluid extraction, SFE)法、水代法(传统工艺)、生物酶解法、辅助技术(超声波/微波辅助萃取)等。化学溶剂浸出法是经典的提取方法, 提取率高, 但操作时间长, 溶剂消耗量大。超临界流体萃取是以超临界${\mathrm{{CO}}}_{2}$为溶剂选择性萃取油脂,无溶剂残留、产品质量好、活性物质保留率高,但设备投资大,成本高。超临界流体色谱(supercritical fluid chromatography, SFC)作为一种新兴技术, 在油脂的分离方面也展现出良好前景^[12]。王国王等人用液压冷榨和超临界${\mathrm{{CO}}}_{2}$萃取优化了核桃油的提取工艺,不饱和脂肪酸含量均超过 90%^[13]。超声辅助提取法和微波辅助提高提取效率, 但需要控制好提取条件, 以免影响核桃油的质量^[14]。

样品的前处理方法包括固相萃取、低温结晶等技术。由于脂肪酸的沸点较高, 直接分析时分离效果较差, 因此通常需要将脂肪酸转化为脂肪酸甲酯等挥发性衍生物^[15]。常用的衍生化方法有碱催化法, 适合多数核桃油样品; 酸催化法适用于复杂组分, 但可能引发异构化; 三甲基硅重氮甲烷法条件温和, 但试剂毒性需注意。最后通过氮吹浓缩和固相微萃取将组分富集, 进行分析。

3 气相色谱法在核桃油脂肪酸检测中的应用

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气相色谱(gas chromatography, GC)法是脂肪酸分析的常用技术, 基于不同组分在气相与固定相间的分配差异实现分离, 再通过检测器将组分浓度或质量转化为电信号, 以色谱图形式呈现, 凭借其高分离效能、高灵敏度及分析速度快等优势, 在脂肪酸检测领域占据重要地位。研究者采用不同极性毛细管柱 (如 DB-23、HP-88)结合氢火焰离子化检测器 (FID), 可在 30 分钟内分离 10 余种脂肪酸,相对标准偏差 (RSD) 小于 5%^[16]。但需先将甘油三酯衍生化为脂肪酸甲酯(FAME),常用方法包括酸/碱催化法和三甲基硅重氮甲烷法。GC 法对异构体分离能力有限, 且高温可能导致热不稳定脂肪酸分解。张协光等人改进了乙酰氯 - 甲醇法衍生条件经气相色谱仪分析, 实现了对脂肪酸的快速、准确测定^[17]。

4 质谱技术在核桃油脂肪酸分析中的应用

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气相色谱 - 质谱联用 (gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS) 技术结合了 GC 的高分离能力和 MS 的结构鉴定能力。脂肪酸甲酯经 GC 分离后, 通过质谱仪离子化, 依据质荷比和丰度确定结构。电子轰击离子源 (electron ionization, EI) 是主流选择, 其质谱图可与标准库比对, 精准鉴定组分。内部萃取电喷雾电离质谱(internal extractive electrospray ionization mass spectrometry, iEESI-MS)是一种结合了原位萃取与电喷雾电离的质谱联用技术, 主要用于复杂基质中痕量化合物的直接、快速分析。通过在样品内部直接萃取目标物并电离,显著减少前处理步骤,提升分析效率。结合质谱结构鉴定能力, 可识别微量成分与异构体, 适用于产地鉴别与真伪分析。但质谱设备成本高、操作复杂, 对人员技术要求较高。刘鹏等人采用内部萃取电喷雾电离质谱法分析酸枣仁中脂肪酸的含量,该方法快速、灵敏、通量高^[18]。

5 其他检测技术在核桃油脂肪酸分析中的应用

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高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)法基于反相色谱柱与甲醇 - 水流动相,通过高压泵将流动相注入装有固定相的色谱柱, 样品中的脂肪酸在固定相和流动相之间进行分配, 因分配系数的差异实现分离。液相色谱法可选择不同的色谱柱和流动相,以适应不同脂肪酸的分析需求。兼具分析速度快、前处理简便及兼容热不稳定化合物等特性^[19]。虽然联用蒸发光散射检测器 (ELSD) 或质谱可增强检测可靠性, 但受限于相对较低的分离效率, 该方法对结构相似脂肪酸的分离度仍显不足。同时,其检测灵敏度难以满足痕量级$\left( { < {0.01}\% }\right)$脂肪酸的定量分析需求。

红外光谱 (infrared spectroscopy, IR)法利用物质对红外光的吸收特性来进行分析。当红外光照射到脂肪酸样品上时, 分子中的化学键会吸收特定波长的红外光, 产生振动跃迁, 从而形成红外吸收光谱。脂肪酸中的双键、羟基等官能团在红外光谱中有特定的吸收峰, 通过分析这些吸收峰的位置、强度和形状, 可快速确定脂肪酸的双键类型和数量。对于核桃油中的脂肪酸, IR 能在较短时间内提供双键信息, 有助于判断核桃油的氧化程度及新鲜度。此外, IR 不需要对样品进行复杂的前处理, 适用于现场检测和在线分析。但其灵敏度相对较低, 对于含量较低的脂肪酸测定误差较大。该方法对样品的均匀性要求较高, 否则会影响测定结果的准确性。作为一种快速、无损的分析方法, 其已成功应用于核桃油脂肪酸组成的快速预测, 适合在线检测和大规模筛查^[20]。

核磁共振法(nuclear magnetic resonance, NMR)具有操作简便、快速和无损检测的优点^[21]。基于${}^{1}\mathrm{H}$-NMR 和${}^{13}\mathrm{C}$-NMR 技术的定量检测方法被开发用于核桃油脂肪酸含量的测定, 但仍存在局限性: ①检测灵敏度较低, 难以准确定量微量组分；②仪器购置成本高昂, 且日常维护需要消耗液氦等稀缺资源；③需通过复杂的分峰拟合技术处理重叠信号,对操作人员的谱图解析能力要求极高；④对顺反异构体及位置异构体的区分能力有限, 例如无法有效区分油酸与异油酸。

毛细管电泳法(capillary electrophoresis, CE)以毛细管为分离通道, 借助高压直流电场使样品中各组分因淌度和分配行为差异而实现分离。该方法具有高效分离能力、样品用量少、分析速度快等特点^[22]。对于核桃油中的脂肪酸,它能有效区分不同种类的脂肪酸。但是该方法需依赖衍生化或联用高灵敏度检测器；毛细管内壁易吸附疏水性脂肪酸,导致迁移时间漂移或峰形拖尾。需使用涂层毛细管或动态涂层缓冲液改善重现性；进样量小可能导致定量重复性低于色谱法, 需严格的内标校准。

6 结论

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本研究系统梳理了核桃油脂肪酸检测技术体系, 通过对比传统提取方法(如化学溶剂浸出法)与现代技术(如超临界流体萃取), 证实 SFE 法能够显著提高不饱和脂肪酸保留率(>95%),且无溶剂残留；结合固相微萃取(SPME) 富集技术,将痕量脂肪酸的回收率提升至 85%~112%。 GC 法仍是实验室常规分析的首选, GC-MS 结合电子轰击离子源与 iEESI-MS 技术, 成功区分油酸与异油酸等位置异构体, 在结构鉴定和深入研究方面具有优势。而 IR 等快速检测技术更适合工业应用；NMR 虽能无损分析脂肪酸组成,但其灵敏度$\left( { > {0.1}\% }\right)$与设备成本 (约$\mathrm{{GC}}$的 8 倍) 限制了广泛应用;$\mathrm{{CE}}$需要引入电荷或紫外、荧光基团以提高迁移率和检测灵敏度, 增加了前处理步骤和时间。质谱成像技术可将质谱检测的高灵敏度和成像技术的直观性相结合, 能在细胞或组织层面原位分析脂肪酸的分布和含量, 为研究核桃油中脂肪酸在生物体内的代谢和生理功能提供有力工具。未来通过多组学数据融合与区块链溯源技术, 可实现从原料到成品的全链条品质监控, 推动核桃油产业向高附加值、高标准化方向升级。这些新技术的应用,将推动核桃油脂肪酸检测向更高效、更精准、更便捷的方向发展。

基金

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兰州市科技发展指导性计划项目(2023-ZD-233)
甘肃省市场监督管理局科研项目(SSCJG-SP-A202307)
甘肃省领军人才工作室

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

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2025年第3卷第8期

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首发时间：2025-07-09
出版时间：2025-04-23

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^*宋巧，硕士，副教授，研究方向为食品营养与卫生。E-mail: 316920981@qq.com

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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