Optimalization of synthesis of FAME, FAEE, FAPE and FABE for analysis with GC-FID and GC-Orbitrap

Abstract

Fatty acids are an important part of our diet and is mainly consumed in the form of fat. The most widely used technique for analysis of FA composition is by GC-FID and GC-MS. To analyse a FA profile, it is necessary to convert them to non-polar derivatives, such as methyl esters. One common problem with these analyses is the under reporting of short chain FAs. A method to prevent this is lengthening the carbon chain with derivatization forming ethyl, propyl, or butyl esters. The aim of this study was to develop a method for making different alkyl esters of fatty acid for analysis with a GC-MS instrument. In this thesis five different DAGs/TAGs were transesterified with methanol, ethanol, propanol, and butanol, using C19 FAME as an internal standard. The shortest TAG C4:0 had the largest increase in yield from FAME to FABE with 16 precent. The least improved were C18:0 with an 8 precent increased. A mixture of fourteen different FFA were esterified with methanol, ethanol, propanol, and butanol, using C19 FAME as an internal standard. The short and medium long carbon chains improved significantly, while there was only a small increase for the longer and the unsaturated chains. The yields of cis and trans isomers of C18-unsaturated FAMEs are also calculated and compared. The results showed a decrease in yield for the cis isomer with each added double bond, while the trans isomer kept an even yield. Mass spectra of all alkyl esters were obtained, and five of them are discussed. In the end, it was not possible to conclude that FAEE, FAPE and FABE are able to replace FAME yet. While the method used worked, it can still be improved.

Fettsyrer er en viktig del av kostholdet vårt og inntas hovedsakelig i form av fett. Den mest brukte teknikken for analyse av fettsyre-sammensetning er ved GC-FID og GC-MS. For å analysere en FA-profil er det nødvendig å konvertere dem til ikke-polare derivater, for eksempel metylestere. Et vanlig problem med disse analysene er underrapportering av kortkjedede FA-er. En metode for å forhindre dette er å forlenge karbonkjeden med derivatisering som danner etyl-, propyl- eller butylestere. Målet med denne studien var å utvikle en metode for å lage forskjellige alkylestere av fettsyrer for analyse med et GC-MS instrument. I denne oppgaven ble fem forskjellige DAG-er/TAG-er transesterifisert med metanol, etanol, propanol og butanol, ved å bruke C19 FAME som en intern standard. Den korteste TAG C4:0 hadde den største økningen i utbytte fra FAME til FABE med 16 prosent. De minst forbedrede var C18:0 med en økning på 8 prosent. En blanding av fjorten forskjellige FFA ble forestret med metanol, etanol, propanol og butanol, ved å bruke C19 FAME som en intern standard. De korte og middels lange karbonkjedene ble betydelig bedre, mens det kun var en liten økning for de lengre og de umettede kjedene. Utbyttet av cis- og trans-isomerer av C18-umettede FAME-er blir også beregnet og sammenlignet. Resultatene viste en reduksjon i utbytte for cis-isomeren med hver tilsatt dobbeltbinding, mens trans-isomeren holdt et jevnt utbytte. Massespektre av alle alkylesterene ble oppnådd, og fem av dem er diskutert. Til slutt var det ikke mulig å konkludere med at FAEE, FAPE og FABE er i stand til å erstatte FAME ennå. Selv om metoden som ble brukt fungerte, kan den fortsatt forbedres.