CN101793877A - 一种食品中脂肪酸辐射处理产物的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速灵敏、易于操作、低成本的针对食品中脂肪酸辐射处理产物的检测方法，它包括样品中脂肪的提取；测定提取液中脂肪含量，以固定脂肪的处理量；内标的加入和弗罗里柱层析，以净化提取物；配备火焰离子化检测器(FID)的气相色谱检测含脂肪酸食品经辐射处理后衍生的成对碳氢化合物。本发明可应用于鸡肉、猪肉、牛肉和木瓜等含脂肪酸丰富的食品，应用于含脂肪量大的生肉类食品较佳。

Description

一种食品中脂肪酸辐射处理产物的检测方法

技术领域

本发明涉及辐射处理食品的检测方法，尤其是涉及一种脂肪酸辐射处理产物的检测方法，属于食品检测领域。

背景技术

辐射处理食品，即用放射源处理过的食品。通过辐射处理食品进行灭菌或杀虫，它是继食品罐装加热、冷冻保藏等技术之后的又一种食品保鲜加工新技术，经辐射处理后的食品具有可保持原有的风味，节能、可杀死食品中心部位的病原性细菌、无药物残留等特点，可在常温或冷藏条件下保存，降低了贮藏费用。辐射处理不仅延长了食品的货架期，减少了贮藏损失，而且可提高产品的卫生档次和附加价值，不仅会产生良好的经济效益，同时可以提高食品的卫生质量，可大大减少和避免食源性疾病的发生。

由于辐射处理食品的诸多优点，辐射处理食品在市场上日益增多，目前40多个国家允许产生60多种辐射处理食物，大约每年生产50万顿辐射处理的食品。但是根据调查，很多辐射处理的食品并没有在相应位置作出特定标识，并且某些商品还存在非法处理，过量辐射处理等现象，因此利用相关技术对食品是否经过辐射处理进行检测显得十分重要。

然而，由于辐射的能量都低于食品中各组成元素可能诱生放射性的阈能，不会在食品中诱生放射性，所以无法通过食品是否具有放射性判断食品是否经过辐射处理。但是放射线与食品物质的相互作用，司在食品组分上诱发复杂的化学变化，虽然不是所有化学变化的结果都能用来指示食品是否已被辐射处理，但其中的一些辐射处理专一性分解产物和在食品辐射处理前后含量有明显变化的产物，以及辐射处理在食品组成上诱导的某些化学特性，可以用于辐射处理食品的检测探索。对于含脂肪丰富的食品而言，某些脂肪酸甘油脂在处理后产生的2-十二烷基环丁酮和成对出现的碳氢化合物(HC)是国际上公认的辐射处理专一性分解产物，可以用来检测含脂食品是否经过辐射处理。此外，热释光、光刺激发光是目前使用较为广泛的检测方法，其根据食品中混杂的硅酸盐杂质可以存储辐射能量，并在受热、光刺激的情况下释放能量的特点进行检测，但目前这些方法由于受食品所含硅酸盐数量的局限，目前并不适用生肉类食品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速灵敏、易于操作，适于判别含脂肪丰富的食品(如鸡肉、猪肉、木瓜和芒果等)是否经过辐射处理的检测方法。它包括如下步骤：

(1)脂肪的提取及进一步处理(提取液中脂肪含量的测定)；

(2)内标的加入及脂肪净化；

(3)气相色谱检测。

该方法的原理为在辐射处理过程中，甘油三酸酯的脂肪酸部分会发生一级和二级断裂反应，主要在羰基的α位和β位发生化学键断裂，从而得到相应的C_n-1(比原脂肪酸少一个碳的烷烃)以及C_n-2:1(比原脂肪酸少2个碳的烯烃)的碳氢化合物(HC)。在检测时，为了预测主要的辐射处理产物，样品中脂肪酸的构成必须是已知的(表A.1和表A.2)。

表A.1：鸡肉，猪肉和牛肉中主要脂肪酸种类及其辐射衍生的C_n-1和C_n-2:1HC

表A.2：卡门贝乳酪、新鲜鳄梨、木瓜、芒果中主要脂肪酸种类及其辐射衍生的C_n-1和C_n-2:1HC

对于本方法而言，脂肪的提取及处理是整个方法的关键，脂肪提取的纯度及方式直接关系到检测方法的灵敏度和检测限。

A.肉类样品脂肪的提取方法包括：

(1)溶出提取法

将样品均质后，取适量(最多可取50g，视样品中脂肪含量而定)置于玻璃离心管中，50℃水浴中加热。用玻棒不时的搅拌至油相完全呈溶液状态。将加热的均质混合物900g下离心10min以达到相分离，然后用吸管吸取上层油相，注意不要搅动下层水相。如果提取得到的脂肪量少，则用玻棒搅动固相(肉)，重复上述加热和离心过程。

(2)正戊烷/2-丙醇提取

取适量的样品(最多可取100g，视样品中脂肪含量而定)和40-60mL正戊烷/2-丙醇(3+2，体积比)混合溶剂，在搅拌器中均质，将均质混合物转移入玻璃离心管中，900g下离心10min。合并上层油相，如有必要，可用上述溶剂用量的1/3再次提取。45℃以下用旋转蒸发仪(5.17)将合并的油相浓缩至几个毫升。然后加入20mL正戊烷，并加入无水硫酸钠(4.2)干燥至少1h，干燥过程中需不时振荡。过滤除去无水硫酸钠，45℃以下用旋转蒸发仪将溶剂彻底旋干。

(3)索氏提取

称取10g无水硫酸钠置于提取套管中。将混匀的、经过均质的肉类样品和另外10g无水硫酸钠混合均匀后一并加入到提取套管中。对于水分含量高的样品，无水硫酸钠的用量可视情况增加，以确保吸附样品中所有的水。对于低脂肪含量的食品，需增加测试样品的用量，无水硫酸钠用量也相应增加。将100mL溶剂(正己烷或正戊烷)倒入烧瓶中，将另40mL溶剂倒入索氏提取器中，缓慢回流6h。当索氏提取器中几乎充满溶剂时停止加热。弃去索氏提取器中的套管及溶剂。将烧瓶中的脂肪提取物转移至具塞刻度量筒中，用溶剂定容至一定体积。加入大约5～10g无水硫酸钠，加塞后轻轻混匀，然后放置直至无水硫酸钠沉淀。

(4)正己烷回流萃取

将20g均质样品和20g无水硫酸钠混匀。对于水分含量高的样品，无水硫酸钠的用量应确保吸附样品中所有的水。对于低脂肪含量的食品，需增加测试样品的用量，无水硫酸钠用量也应相应增加。将混合物转移至烧瓶中，加入100mL正己烷，回流60min。加入5g无水硫酸钠，轻轻混匀，15min后用干净滤纸过滤溶液。用另外25mL正己烷洗涤烧瓶和无水硫酸钠。合并滤液，用旋转蒸发仪浓缩溶液至100mL以下。将溶液转移至带塞刻度量筒中，加入正己烷至一定刻度(50～100mL)。加入大约5～10g无水硫酸钠，加塞后轻轻混匀，然后在室温下放置过夜。

(5)样品的进一步处理(如采用(3)或(4))

用以下方法检测脂肪含量：

方法I

将大致相同的多个烧瓶干燥至恒重。用吸管吸取一定体积(5mL)的脂肪提取溶液转移至烧瓶中，用旋转蒸发仪蒸干。干燥至少4h或者在100℃下放置过夜后再次称量。计算得到1g脂肪所需的提取溶液的体积。

方法II

用吸管吸取1mL的脂肪提取溶液转移至已称重的称量瓶中。将其置于通风橱中让溶剂挥发至干。N2流中干燥样品至恒重。再次称量称量瓶，计算得到1g脂肪所需的提取溶液的体积。

方法III

用旋转蒸发仪在45℃水浴、低真空度[大约25kPa])下将全部脂肪提取溶液浓缩至2～3ml。转移浓缩的脂肪提取溶液至已称重的可封口试管中。N₂流干燥样品至恒重。

B.乳酪和水果样品中脂肪的提取方法：

(1)均质

1.1乳酪

将乳酪均质，称取60g均质混合物和40g无水硫酸钠至烧杯中。充分混匀后加入100mL正己烷搅拌2min。

1.2鳄梨

将一个鳄梨的果肉均质，称取40g均质混合物和60g无水硫酸钠至烧杯中。充分混匀后加入100mL正己烷搅拌2min。对于未成熟的鳄梨，取整个水果的所有果肉并按比例增加无水硫酸钠和正己烷的用量。

1.3木瓜

将两个木瓜切成两半，取种子并尽量去除果肉。将所有种子与无水硫酸钠(1∶1，m/m)一起均质。将此均质混合物放入烧杯中，并加入150mL正己烷，搅拌2min。

1.4芒果

除去三个芒果的果肉，切开核(用刀沿长度方向切开，也可用锤子砸开)，取出种子并尽量去除核壳。将所有种子与无水硫酸钠(1∶1，m/m)一起均质。将此均质混合物放入烧杯中，并加入150mL正己烷，搅拌2min。

(2)样品进一步处理

转移正己烷/样品的混合物至离心管中。离心(900g条件下离心5min)后，将提取溶液小心的倾入圆底烧瓶中。对于木瓜和芒果，剩余物用第一次提取所用溶剂量的一半再次提取，以获得更高的脂肪产率。用旋转蒸发仪在45℃水浴、低真空度[大约25kPa])下将提取溶液浓缩至2～3mL。转移浓缩的脂肪提取溶液至已称重的可封口试管中。N2流中干燥样品至恒重。

在净化过程中，弗洛里填料的预处理可以很好的增强去除杂质的效果，同时填充量的多少也需经过优化，使试剂的用量和净化效果都达到理想的要求。

在气相色谱检测过程中，建议采用“不分流”或者“柱上”进样。目标碳氢化合物可用火焰离子检测器(FID)或者质谱(MS)检测。用FID检测时若有不能明确鉴别的辐射衍生化合物，则有必要进行质谱检测。

本发明的有益效果，一是方法的灵敏度高，可以对0.5kGy及以上剂量辐射处理的生肉和奶酪以及0.3kGy及以上剂量辐射处理的新鲜鳄梨、木瓜以及芒果的进行检测，这基本覆盖了目前大部分食品类商品的辐射剂量范围，且检测限不受商品储存时间的影响。二是方法所涉及的仪器和试剂简单，通用性好，除了个别碳氢化合物的标准品之外，其它所有试剂和仪器均极易获得，这使得本方法可以被许多检测机构及相应部门直接使用，作为检测辐射食品的手段。

综上所述，本发明通过简单的步骤实现含脂肪酸的辐射处理食品的检测，弥补了现有检测方法不能有效检测含脂辐射食品的缺陷，并且可以作为确证方法与其它食品检测的筛选方法联合使用，对于检测机构监督辐射处理过程，防止非法处理，过量辐射处理具有重要的意义。

附图说明

图1：9种碳氢化合物标准品溶液的气相色谱图(最后一个峰为内标20烷)。

图2：经1kGy剂量辐射处理的鸡肉样品的气相色谱图。

图3：经5kGy剂量辐射处理的鸡肉样品的气相色谱图。

图4：未经辐射处理的鸡肉样品的气相色谱图。

图5：经0.5kGy剂量辐射处理的木瓜样品的气相色谱图。

图6：经2kGy剂量辐射处理的木瓜样品的气相色谱图。

图7：经5kGy剂量辐射处理的木瓜样品的气相色谱图。

图8：未经辐射处理的木瓜样品的气相色谱图。

具体实施方式

实施例1：碳氢化合物响应因子的计算。

配置合适浓度的碳氢化合物标准品及内标的混合溶液，选用非极性的毛细管柱HP-5，用GC分离。采用“不分流”进样，用FID检测。

气相色谱条件：

进样温度：200℃

起始柱温：40℃恒温1min

第一级程序升温：25℃/min至80℃

第二级程序升温：2.5℃/min至170℃

第三级程序升温：10℃/min至280℃

最终温度：保持5min

进样体积：1μL

进样模式：不分流

H₂∶air＝30∶400

检测器温度：280℃

(见附图1)

根据混标计算各标准品相对于内标的响应因子Fi：(F_i＝c_iA_内标/c_内标Ai)

表B.1：各标准品相对于内标的响应因子及色谱结果

名称

保留时间(min)

峰面积

浓度(ng/mL)

响应因子

1-12:1	11.39	229.2	12.2	1.11
					13:0	15.81	139.5	7.28	1.08
1-14:1	20	689.9	32	0.96
					15:0	25.07	434.2	18	0.86
1，7-16:2	28.47	228.8	12	1.09
					1-16:1	29.39	394.6	17.1	0.90
16:0	29.73	123.7	6.26	1.05
					1-18:1	38.326	117.6	6.53	1.15
20:0	43.533	207.6	10	/

实施例2：辐射处理鸡肉样品的检测

1.脂肪的提取

初步剁碎鸡肉样品，并用搅拌机均质。

取20g鸡肉样品置于玻璃离心管内，50℃水浴中加热。该过程中可加入少量水(2～5mL)以促进相分离。加热时，用玻棒不时的搅拌至油相完全呈溶液状态。

将加热后的均质混合物于900g转速下离心10min，然后用吸管吸取上层油相，注意不要搅动下层水相(否则需重新离心)。如果提取得到的脂肪量过少，则用玻棒搅动固相(肉)，重复上述加热和离心过程。

2.净化

将1g脂肪用1mL正二十烷溶液溶解。将大约10g去活的弗罗里硅土装入层析柱中，用该层析柱分离HC。将加入内标的脂肪溶液定量过层析柱，用30mL正己烷将HC洗脱，控制流速不超过3mL/min。

鸡心瓶接得的洗脱液用旋转蒸发仪浓缩至3mL，水浴温度为40℃。将浓缩的洗脱液转移入刻度试管。N₂吹至约1mL，转移入GC瓶中。

3.检测

实验中采用经1kGy、5kGy 60Co辐射处理的鸡肉(含鸡皮)样品作为阳性样品，未经辐射处理的空白鸡肉样品作为阴性对照，对提取后的脂肪部分按实施例1的检测条件进行检测，结果如下：(见附图2、3、4)

从上述3张谱图的比较可知，经1kGy和5kGy剂量处理的鸡肉样品中由辐射处理产生的C_n-1和C_n-2:1明显检出。

以内标进行校正，用下述方程式(1)计算每种HC的质量分数w_HC，单位为微克每克脂肪(μg/g)：

$w_{\mathrm{HC}}=\frac{A_{\mathrm{HC}}\×w_{20:0}}{A_{20:0}}\×F_i---\left(1\right)$

A_HC——样品中碳氢化合物的峰面积；

A_20:0——样品中内标物的峰面积；

w_20:0——样品中内标物的质量分数，单位为微克每克脂肪；

F_i——各HC相对于内标物的响应因子。

经过1kGy剂量辐射处理的样品共提得1.0g脂肪，按照(1)计算衍生物的含量。

表B.2：经1kGy剂量辐射处理的鸡肉样品色谱结果

名称	保留时间(min)	峰面积	响应因子	浓度   (ug/g)
					1-14:1	20	2.07	0.962922	0.53
15:00	25.07	2.42	0.860617	0.55
					1，7-16:2	28.47	1.56	1.088811	0.47
1-16:1	29.39	/	0.899635	/
					20:00	43.533	18.6	/	5.00

经过5kGy剂量辐射处理的样品共提得1.0g脂肪，按照(1)计算产生物的含量。

表B.3经5kGy剂量辐射处理的鸡肉样品色谱结果

名称	保留时   间(min)	峰面积	响应因子	浓度   (ug/g)
					1-14:1	20	18.4	0.962922	5.97
15:0	25.07	8.82	0.860617	2.55
					1，7-16:2	28.47	14.3	1.088811	5.24
1-16:1	29.39	/	0.899635	/
					20:0	43.533	15.1	/	5.00

从1kGy和5kGy的辐射处理样品的结果可以看出典型的辐射衍生物在两种剂量处理过程中均有出现，且随着剂量的增加其在脂肪中的含量也逐渐增加，以上述成对的衍生物(如表A.1所示)的检出可以明确指示鸡肉样品是否经过辐射处理。

实施例3：经辐射处理的木瓜样品检测

1.脂肪的提取

将两个木瓜切成两半，取种子并尽量去除果肉。将所有种子与无水硫酸钠按1∶1(m/m)比例混合，均质。将此均质混合物放入烧杯中，加入100ml正己烷，搅拌2min。

转移正己烷与样品的混合物至离心管中。900g离心5min，以倾析法将提取溶液小心转移入圆底烧瓶中。对剩余物用50mL正己烷再次提取，提取液合并于上述圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪于45℃，将提取溶液浓缩至2～3mL，转移浓缩后的提取液至已称重的可封口试管内。N2流中干燥样品至恒重。

2.净化

将约1g脂肪用1mL正二十烷溶液溶解。将大约10g去活的弗罗里硅土装入层析柱中，用该层析柱分离HC。将加入内标的脂肪溶液定量过层析柱，用30mL正己烷将HC洗脱，控制流速不超过3mL/min。

鸡心瓶接得的洗脱液用旋转蒸发仪浓缩至3mL，水浴温度为40℃。将浓缩的洗脱液转移入刻度试管。N₂吹至约1mL，转移入GC瓶中。

3.检测

实验中采用经0.5kGy、2kGy和5kGy ⁶⁰Co辐射处理的木瓜样品作为阳性样品，未经辐射处理的空白木瓜样品作为阴性对照，并同时扣除试剂空白，对提取后的脂肪部分按实施例1的检测条件进行检测，结果如下：(见附图5、6、7、8)

从上述4张谱图的比较可知，经0.5kGy、2kGy和5kGy剂量处理的木瓜样品中由辐射处理产生的C_n-1和C_n-2:1明显检出。

按照实施例2中公式1计算，可以得出辐射衍生物的含量(微克每克脂肪(μg/g))。

经过0.5kGy剂量辐射处理的样品共提得0.84g脂肪，按照公式(1)计算衍生物的含量。

表B.4：经0.5kGy剂量辐射处理的木瓜样品色谱结果

名称	保留时间(min)	峰面积	响应因子	浓度   (ug/g)
					1-14:1	20.38	1.04	0.962922	0.27
15:00	25.07	1.87	0.860617	0.44
					1，7-16:2	28.47	4.93	1.088811	1.48
20:00	43.53	21.66	/	5.00

经过2.0kGy剂量辐射处理的样品共提得1.0g脂肪，按照公式(1)计算衍生物的含量。

表B.5：经2.0kGy剂量辐射处理的木瓜样品色谱结果

名称	保留时间(min)	峰面积	响应因子	浓度   (ug/g)
					1-14:1	20.38	3.19	0.962922	0.73
15:00	25.07	4.92	0.860617	0.99
					1，7-16:2	28.47	13.51	1.088811	3.47
20:00	43.53	21.17	/	5.00

经过5kGy剂量辐射处理的样品共提得0.82g脂肪，按照公式(1)计算衍生物的含量。

表B.2：经5kGy剂量辐射处理的木瓜样品色谱结果

名称	保留时间(min)	峰面积	响应因子	浓度   (ug/g)
					1-14:1	20.38	5.64	0.962922	1.42
15:00	25.07	4.50	0.860617	1.01
					1，7-16:2	28.47	18.37	1.088811	5.22
20:00	43.53	23.34	/	5.00

从0.5kGy、2kGy和5kGy的辐射处理样品的结果可以看出典型的辐射衍生物在不同剂量处理过程中均有出现，且随着剂量的增加其在脂肪中的含量也逐渐增加，而且与鸡肉样品相比，由于木瓜中油酸含量占脂肪的60-80％，棕榈酸为15-20％，所以在辐射衍生产物中1，7-16:2的含量明显大于1-14:1和15:0，综上所述，以上述衍生物(如表A.2所示)的检出可以准确指示木瓜样品是否经过辐射处理。

Claims (6)

1.一种食品中脂肪酸辐射处理产物的检测方法，它包括如下步骤：

a)脂肪的提取及进一步处理(提取液中脂肪含量的测定)；

b)内标的加入及弗罗里柱层析；

c)气相色谱检测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述食品为脂肪含量丰富的辐射处理食品。

3.如权利要求2所述的方法，其中脂肪的提取方法为直接熔出、正戊烷2-丙醇提取、索式提取、回流萃取或正己烷提取法。

4.如权利要求2所述的方法，其中，1g脂肪对应10g弗罗里填料。

5.如权利要求2所述的方法，其中，弗罗里填料必须经450℃烘烤过夜，2％水去活处理。

6.如权利要求2所述的方法，其中内标为正二十烷。

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