反式脂肪的快速定量分析
图1. 饱和脂肪和不饱和脂肪(a为饱和脂肪，b、c分别为反式、顺式不饱和脂肪)。
反式脂肪广泛存在于油、脂质等食品中，摄入一定量会导致低密度脂蛋白胆固醇升高，给人体健康带来诸多不利影响。本文介绍了应用FTIR光谱仪，在无需样品准备的情况下，快速完成对油、脂中反式脂肪含量的定量分析。
反式脂肪
食品中所含有的脂肪分为饱和脂肪（碳原子之间的单一结合，单键）和不饱和脂肪（碳原子之间的双结合或多结合，双键或多键）。按照氢原子在碳-碳双键上的位置，可进一步将不饱和脂肪分为反式脂肪和顺式脂肪（见图1）。多数天然不饱和脂肪酸均为顺式脂肪，但牛、羊等反刍动物肠胃内的细菌活动可产生反式脂肪，因此，牛羊肉、牛奶和奶制品中均含有少量的天然反式脂肪。此外，油和脂肪的加工过程中还会产生反式脂肪，人造黄油或酥油等成品油和脂肪制成的面包、蛋糕、油炸食品也含有反式脂肪。
图2. 标准光谱图（0~20%，重量百分比）。
WHO/FAO（世界卫生组织/联合国农粮组织）在2003年度的报告中建议，反式脂肪的摄入量不应超过总卡路里的百分之一。报告还指出，应用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）可快速分析反式脂肪含量，且无需进行复杂的样品准备，几分钟即可完成测量。为此，世界各国采取了包括在食品标签中标明反式脂肪含量等多项措施，并按AOCS（美国油化学家协会）的规定，应用红外光谱仪、气相色谱仪和高效液相色谱仪对反式脂肪进行定量分析。
应用FTIR分析反式脂肪
试剂
三反油酸甘油酯：采用纯度大于99%的TE作为反式脂肪的标准溶液；
三棕榈酸甘油酯：用纯度大于99%的TP作零含量反式脂肪的标准溶液。
图3. 反式脂肪峰值区域图（0~20%，重量百分比。上图：未校准；下图：负二阶导数变换）。
校准曲线
使用精确度为0.1 mg的精密天平，将称取好的TE放入10 ml样品瓶中，用TP稀释，以制备0%、1%、5%、10%和20%（占总脂肪量的百分比）的反式脂肪校准标准品。试剂在室温下为固体，需加热至65℃使其溶解，并在分析之前充分搅拌。
样品
人造奶油、涂抹脂肪、黄油和色拉油等十二种市售油、脂产品。
图4. 以966cm-1峰高建立的反式脂肪校准曲线（点线：无变换；实线：负二阶导数变换）。
试验
使用带有单反射ATR附件（温度设为65℃）的Spectrum 100系统，测量标准溶液和样品，以Diamond/ZnSe作为ATR晶体。测量条件如下：
波数范围：4000~600 cm-1；
分辨率：4 cm-1；
扫描次数：64次。
图5. 食用油966cm-1附近的光谱。
数据分析
利用负二阶导数变换，并依据AOCS官方方法分析获得的光谱。依据朗伯-比尔定律，计算出通过966cm-1处的反式脂肪峰值区域的峰高（距离零基线），并将其用于绘制校准曲线和定量分析。
分析结果
依据AOCS官方方法及负二阶导数变换对光谱进行计算，以评估反式脂肪的含量。
在负二阶导数变换前、后966cm-1处的光谱如图3所示，相应的校准曲线如图4所示。这些校准曲线反映了食用油中反式脂肪的实际含量，并具有良好的相关性。尽管变换之前的相关系数优于变换之后，但由于反式键的峰值区域与其他组分重叠，变换前的相关系数受基线校正的影响很大，可能会产生较大变化。此外，研究报告显示，某些油和脂肪的峰值位置（约为960 cm-1）略靠近反式键的峰值区域。因此，负二阶导数变换在本报告中对评估食品反式脂肪的实际含量有所帮助。
校准曲线的标准光谱如图2所示。在不饱和脂肪的光谱中，966 cm-1对应反式键，720 cm-1对应顺式键。
表1为测定市售油、脂产品中反式脂肪含量的结果（其负二阶导数变换光谱如图5所示）。分析结果表明，油、脂产品中的反式脂肪含量为0.8%~8.3%。
小结
应用FTIR可在几分钟内完成对反式脂肪的定量分析，能满足食品行业快速测定反式脂肪的需求。结合使用高灵敏度的光谱仪与高重复性的单反射ATR附件，无需样品准备即能轻松识别样品的光谱。此外，通过使用负二阶导数变换计算获得的光谱，可清晰地辨别非反式键的原始峰区域。
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