摘 要 建立了定量核磁共振碳譜(13C-qNMR)技術(shù)測定食用油中特定位置不飽和脂肪酸含量的方法。使用反轉(zhuǎn)門控去耦技術(shù)對食用油中的脂肪酸進行位置特異性分析，針對未完全分離的譜峰，比較了直接普通積分、使用不同的洛倫茲/高斯函數(shù)比值去卷積積分等數(shù)據(jù)處理方式對核磁共振碳譜定量結(jié)果的影響，選擇以洛倫茲-高斯(3：2)的比例，對譜圖進行去卷積擬合，提取sn-1，3和sn-2位亞油酸和油酸兩種不飽和脂肪酸的定量峰，測定3種食用油中甘油三酯的飽和脂肪酸、sn-1，3位亞油酸、sn-2位亞油酸、sn-1，3位油酸、sn-2位油酸含量分別為：大豆油(16.2%、27.8%、24.0%、15.5%、7.9%(w/w，下同));玉米油(15.3%、30.7%、20.5%、20.1%、13.3%);花生油(18.3%、18.7%、12.5%、24.9%、25.5%)。大豆油中sn-1，3位亞麻酸、sn-2位亞麻酸分別為4.5%和4.0%，玉米油和花生油中未檢出亞麻酸。上述結(jié)果與1H-qNMR測定的各脂肪酸總量一致。13C-qNMR可對食用油中脂肪酸進行位置特異性分析，無需復雜的樣品前處理過程，可區(qū)分不飽和脂肪酸的不同位置分布，為在缺乏甘油三酯標樣的情況下測量食用油中特定甘油三酯位置異構(gòu)體成分含量提供了新方法。

　　關(guān)鍵詞 定量核磁共振波譜法;核磁共振碳譜;食用油;脂肪酸;位置異構(gòu)體

　　1 引 言

　　食用油是人體所需脂肪和能量的重要來源[1]，也是體內(nèi)必需脂肪酸的主要來源。目前，市場上常見的食用油多為植物油，如大豆油、玉米油、花生油和橄欖油等。甘油三酯(TAGs)是食用油的主要成分，因其甘油骨架上結(jié)合的脂肪酸不同而種類繁多[2]，其中的亞麻酸、油酸、亞油酸以及棕櫚酸等飽和脂肪酸的攝入量與多種慢性疾病有關(guān)[3～6]。食用油中脂肪酸的主要分析方法有氣相色譜法(GC)[7～11]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)[12～14]等。這些方法需要復雜的樣品前處理過程，即將甘油三酯轉(zhuǎn)酯化為沸點較低的脂肪酸甲酯再分析[15]。Barison等[16]提出了一種簡便的核磁共振氫譜(1H-NMR)方法，測定食用油中脂肪酸的相對含量，快速簡便，且無需復雜的樣品前處理過程，測定的脂肪酸結(jié)果與AOAC的氣相色譜法一致。

　　脂肪酸在甘油骨架中還存在位置特異性，可根據(jù)sn-1、sn-2、sn-3(sn： stereospecific numbering)編號區(qū)別各脂肪酸在甘油骨架的位置[7]，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。脂肪酸的位置對油脂的物理性質(zhì)、生物化學性質(zhì)和營養(yǎng)價值都有重要影響[17]。位于sn-2位的脂肪酸通過腸壁以甘油單酯的形式被吸收[18]，可能對動脈粥樣硬化、血脂和脂蛋白原形成不同的急性或慢性作用，并增加患心血管疾病的風險[19～21];而位于sn-1，3位的脂肪酸則作為游離的脂肪酸被人體吸收。研究表明[22，23]，棕櫚酸在甘油骨架的sn-2位具有促進嬰幼兒對礦物質(zhì)吸收的作用;而sn-1，3位的棕櫚酸則很容易被腸道內(nèi)脂肪酶水解成游離棕櫚酸，與鈣、鎂等礦物質(zhì)發(fā)生皂化反應(yīng)，降低人體對脂肪的吸收利用效率。因此，對甘油三酯中的脂肪酸進行區(qū)域特異性分析非常重要。

　　脂肪酸在甘油骨架上的位置分析通常通過酶水解、格氏化學降解和色譜分析的組合確定[26]。常規(guī)的酶和化學方法存在長鏈多不飽和脂肪酸對某些脂肪酶催化分析的抗性[27]、通過格式化學降解可能引起的酰基遷移[28]、樣品制備期間的損失或污染等缺點[29]。脂肪酸的核磁共振分析通常使用1H-NMR，但1H-NMR不能對脂肪酸進行位置特異性分析。13C-NMR的化學位移范圍(約200 ppm)較大，可以識別幾乎所有不飽和脂肪酸，而且可以通過特征化學位移區(qū)分不飽和脂肪酸的位置特異性，還可以避免甘油三酯的酶促和格氏水解中無法完全消除酰基遷移所引起的樣品損失或污染等問題。因此，定量核磁共振碳譜(13C- qNMR)在分析食用油中不同位置脂肪酸時具有明顯優(yōu)勢。

　　目前，13C-qNMR已被用于天然產(chǎn)物[30]和代謝物[31]的定量分析、材料科學[32]和脂質(zhì)分析[33]等領(lǐng)域。甘油三酯骨架上的羰基碳是13C-qNMR的主要研究對象。然而，羰基碳自旋-晶格弛豫時間(T1)比其它類型的碳更長，而且脈沖角度、脈沖序列以及溫度等實驗參數(shù)對區(qū)域特異性分析影響較大，導致每次NMR實驗時間較長[34]。這對于在較短的實驗時間內(nèi)實現(xiàn)最佳信噪比(S/N)，進而進行準確的區(qū)域特異性分析提出了挑戰(zhàn)。為縮短實驗時間，Vlahov等[35]假設(shè)所有羰基碳受質(zhì)子去耦的影響相同，在完全核Overhauser增強(NOE)下可獲得信噪比較高的譜圖。Suárez等[36]將寬帶去耦脈沖序列應(yīng)用于qNMR碳譜分析。然而，Gouk等[34]的研究表明，在sn-1，3和sn-2處的羰基碳的NOE可能不同，因此，寬帶去耦脈沖序列并不能用于qNMR碳譜分析中。除了羰基碳，甘油三酯的sn-1，3和sn-2位的其它碳原子也具有不同的化學位移，如乙烯基碳。Meusel等[37]將GC、MALDI-TOF-MS和DEPT-45結(jié)合，通過分析乙烯基碳確定食用油中甘油三酯的含量。Merchak等[38]使用13C-INEPT序列(極化轉(zhuǎn)移技術(shù))和氣相色譜(GC)分析橄欖油樣品中脂肪酸和角鯊烯，同時用13C-INEPT光譜的去卷積峰面積作為預測因子構(gòu)建多變量預測模型。相對復雜的HSQC-TOCSY NMR譜也已被用于分析甘油三酯混合物中棕櫚酸和油酸的位置特異性分布[39]。通常，13C-NMR譜中的峰強度與碳核的數(shù)目不成正比，原因是每個碳原子的自旋-晶格弛豫時間不同，以及核的Overhauser增強(NOE)效應(yīng)不同。然而，采用加順磁弛豫試劑和加大脈沖間隔，特別是可以采用反轉(zhuǎn)門控去耦消除NOE效應(yīng)，同時消除全部質(zhì)子的耦合，可以達到 13C核定量分析的目的[40]。脈沖傅里葉變換NMR的門控去偶(Gated decoupling)取13C的脈沖時間間隔tR> 5T1(T1為該化合物各碳原子中的最長縱向弛豫時間)，這樣可使磁化矢量恢復到平衡值，全去耦的碳譜NOE影響很小，譜線高度正比于碳原子數(shù)目，可用于定量分析。

　　推薦閱讀：化工自動化控制相關(guān)論文怎么發(fā)表