脂肪酸・脂質分析向けガスクロマトグラフ

脂肪酸組成は、食用油、乳製品、食肉、水産物、健康食品、培養細胞などの品質や特性を把握する指標です。ガスクロマトグラフ（GC）では、多くの場合、脂質から脂肪酸を取り出して脂肪酸メチルエステル（FAME）へ変換し、各成分を分離・定量します。
再現性のある脂肪酸分析には、GC本体だけでなく、抽出、けん化、メチルエステル化、内部標準、カラムまでを一つの分析法として管理することが重要です。

ガスクロマトグラフを用いた脂肪酸・脂質の分析手法

脂質を抽出し、脂肪酸をFAMEへ変換する

食品や生体試料に含まれる脂質は、トリアシルグリセロール、リン脂質、遊離脂肪酸など複数の形で存在します。まず、試料を均質化し、目的に合う溶媒系で脂質を抽出します。分析対象によっては、抽出後にけん化して結合脂肪酸を遊離させます。

脂肪酸はそのままでは極性が高く、沸点も高いため、GCで扱いにくい成分です。そこでメタノールと反応させてFAMEに変換します。揮発性と熱安定性が高まり、キャピラリーカラムで炭素数や不飽和度の違いを分離しやすくなります。

GC-FIDで脂肪酸組成を定量する

食品中の脂肪酸組成には、水素炎イオン化検出器（FID）を搭載したGCが広く用いられます。FIDは有機化合物に対して広い濃度範囲で応答し、FAME標準液の保持時間と比較して成分を同定します。定量では、ピーク面積百分率法、内部標準法、検量線法を目的に応じて選びます。

面積百分率は組成比を簡便に比較できますが、試料中の総脂肪酸量を直接示すものではありません。含有量を求める場合は、既知量の内部標準を添加し、抽出・誘導体化を含む回収率とFIDの応答係数を確認します。

GC-MSでピーク同定を補強する

標準物質が少ない成分、分岐鎖脂肪酸、酸化生成物、共溶出が疑われるピークではGC-MSが候補になります。質量スペクトルから成分候補を絞れますが、位置異性体や幾何異性体は、一般的なEIスペクトルだけで区別しにくい場合があります。

未知ピークの確認では、保持時間、保持指標、標準物質、選択性の異なるカラム、質量スペクトルを組み合わせます。定量目的が明確なルーチン分析ではGC-FID、同定情報を増やしたい研究ではGC-MSという使い分けが基本です。

Sylphのような小型・ポータブル型GCは、現場での即時分析や設置場所を選ばない柔軟性など、従来のラボ設置型GCにはないメリットを多く備えています。一方で導入にあたっては、重量やサイズ、バッテリー駆動の可否など、現場環境に合わせて確認しておきたいポイントも少なくありません。

こうした導入前に押さえておきたい観点を整理しているので、ぜひ参考にしてください。

食品成分分析や栄養化学における活用事例

食品表示や規格に必要な脂肪酸組成を確認する

食用油、マーガリン、乳、肉、魚、加工食品では、飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、多価不飽和脂肪酸、トランス脂肪酸などの組成評価にGCが用いられます。対象食品と表示・規格によって採用すべき試験法が異なるため、試料調製法を先に確認します。

たとえば、ISO 12966シリーズでは、動植物油脂のFAME調製とGC分析が規定されています。規格番号だけで条件を流用せず、最新版の適用範囲、対象成分、試薬、カラム条件、計算方法を照合する必要があります。

原料油と製品の品質変化を追跡する

原料ロットや製造条件による脂肪酸組成の違いを比較すると、油脂原料の確認や配合管理に役立ちます。加熱、光、酸素による劣化では、脂肪酸組成だけでなく、過酸化物価やカルボニル化合物など別の指標も必要です。

GC分析値だけで酸化の程度を断定せず、目的に応じて滴定、液体クロマトグラフ、GC-MSによる揮発性酸化生成物の測定を組み合わせます。試料採取位置と保管条件をそろえると、工程間の変化を比較しやすくなります。

栄養化学・生化学で脂質代謝を調べる

血清、細胞、組織、微生物などの脂肪酸プロファイルは、栄養摂取や培養条件、代謝変化を調べる研究に使われます。総脂質を一括してFAME化する方法のほか、脂質クラスを分画してから各画分の脂肪酸組成を測る方法があります。

生体試料では試料量が限られ、酸化しやすい多価不飽和脂肪酸も含まれます。採取後の凍結、遮光、不活性ガス置換、抗酸化剤の使用可否を分析計画に含め、ブランクと品質管理試料を同じ前処理で測定します。

脂肪酸分析における誘導体化（前処理）の重要性

酸触媒法と塩基触媒法の適用範囲を確認する

メチルエステル化には、酸触媒、塩基触媒、三フッ化ホウ素などを用いる方法があります。塩基触媒法はトリアシルグリセロールのエステル交換を進めやすい一方、遊離脂肪酸を十分にエステル化できない場合があります。酸触媒法は適用範囲が広いものの、反応時間や副反応への注意が必要です。

試料中の脂質クラス、遊離脂肪酸量、対象脂肪酸に合わせて方法を選びます。二重結合やシクロプロパン環などが反応条件で変化しないか、既知組成の標準試料で確認します。

抽出前に内部標準を加えて回収率を管理する

定量では、試料中に通常含まれない脂肪酸や安定同位体標識体を内部標準として用います。抽出後に加えると、抽出損失や誘導体化のばらつきを補正できません。目的が総工程の回収率評価なら、原則として抽出前に添加します。

内部標準の炭素数、不飽和度、保持時間が対象成分と近すぎると、共溶出する可能性があります。標準物質の純度、秤量、溶液の保存安定性も定量値へ影響するため、調製記録を残します。

内標準による補正と検量線の確認方法は、GCのキャリブレーションで解説しています。FAME分析では、誘導体化前後のどちらで標準を加えるかも記録します。

水分・酸素・反応温度によるばらつきを抑える

水分は反応効率や相分離に影響します。試薬の吸湿、試料中の水分、洗浄後の残留水を管理します。多価不飽和脂肪酸を扱う場合は、長時間の加熱や空気との接触を避け、必要に応じて窒素置換や遮光を行います。

同じバッチに試薬ブランク、FAME標準、添加回収試料、重複試料を入れます。ピークの増減がGC条件によるものか、前処理によるものかを切り分けられる設計が重要です。

【フローチャート】
おすすめのガスクロマトグラフ
メーカーと製品を紹介

主要メーカーの製品を幅広く比較調査したうえで、選定基準を診断チャートに落とし込みました。いくつかの質問に答えるだけで、自社に合った製品にたどり着けます。
※2025年4月6日時点、Googleで「ガスクロマトグラフ メーカー」検索し公式HPが確認できた18社を対象に、各社最大2製品（複数製品の掲載がない場合は1製品）を調査。

ラボ・分析室向けガスクロマトグラフの選び方

脂肪酸分析用GCは、必要な異性体分離、分析時間、検体数、定量方法から選びます。一般的なFAME組成にはGC-FIDが候補です。シス／トランス異性体や長鎖脂肪酸を分ける場合は、装置の最高温度だけでなく、専用カラムの選択性と長さ、キャリアガス制御を確認します。

メーカー公式HPで2026年9月4日時点に現行製品として確認でき、FIDを構成できる据え置き型GCを調査しました。その中から、高速FAME分析に使いやすい小型構成、注入口・検出器の拡張性、モジュール交換による運用柔軟性という3つの導入目的に合わせて選定しています。

高速FAME分析と省スペースを重視する：Agilent「8850 GC System」

画像引用元：Agilent公式HP（https://www.agilent.com/en/product/gas-chromatography/gc-systems/8850-gc-system）

8850 GC Systemは、注入口・検出器を各1基搭載する小型GCです。公式ページではFAMEの高速分析例が案内されており、1メソッドを高頻度で運用したい分析室で候補になります。

分析法の追加と構成拡張を見込む：島津製作所「Nexis GC-2060」

画像引用元：島津製作所公式HP（https://www.an.shimadzu.co.jp/products/gas-chromatography/gas-chromatograph/nexis-gc-2060/index.html）

Nexis GC-2060は、MMI（マルチモード注入ユニット）やFID、TCDなどを構成できる据え置き型GCです。脂肪酸以外の食品成分分析も同じラボで追加し、注入口や検出器の拡張性を重視する場合に候補になります。

注入口・検出器の交換運用を重視する：Thermo Scientific「TRACE 1610」

画像引用元：Thermo Fisher Scientific公式HP（https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/MI-148000-0004）

TRACE 1610は、iConnect方式の注入口・検出器モジュールを採用したGCです。最大2基の注入口と検出器を構成でき、FAME法と別の検出器を用いる分析法を切り替えたい場合に候補になります。

カラム選択と実試料の分離を先に確認する

装置比較では、標準混合液だけでなく実試料を用い、近接ピーク、トランス脂肪酸、長鎖多価不飽和脂肪酸を必要な精度で分離できるか確認します。高極性シアノプロピル系など、目的に合うカラムを装着した条件で評価します。

カラムの固定相、長さ、内径、膜厚を比較する際は、GCカラムの種類と選び方を参照し、必要な異性体分離を基準に選びます。

1検体の分析時間、オーブン冷却時間、前処理時間を含めて1日の処理数を試算します。カラム、ライナー、セプタム、標準物質、誘導体化試薬、ガス、保守契約まで含む運用費も比較しましょう。

ガスクロマトグラフは、使用シーンによって適した機器が大きく異なります。
使用する環境が違えば必要な検出器・設置条件・運用方法も変わるため、自社に合った製品を選ぶには「どこで・何を測定したいか」を起点に検討することが大切です。

当メディアは「現場での連続計測」「ラボでの成分特定」「製造ラインへの組み込み」の3つの使用シーン別におすすめメーカー・製品をまとめています。