玉米油摻假快速檢測方法的研究

玉米油摻假快速檢測方法的研究

本文運用拉曼光譜對含棕櫚油的玉米油進行定量分析。通過對拉曼光譜圖進行分析，選定1655cm-1波數(shù)運用最小二乘法，建立峰強度與棕櫚油質(zhì)量分數(shù)的線性關(guān)系?？梢詫τ衩子蛽阶貦坝偷目焖俣繖z測。玉米油是從玉米胚芽中制取的油脂。玉米油主要由油酸、亞油酸、亞麻酸和部分飽和脂肪酸組成，富含不飽和脂肪酸，含量達85%以上，主要為亞油酸和油酸，其中亞油酸占55%，油酸占30%。

據(jù)測定，在玉米油的脂肪段組成中，不飽和脂肪段的含量高達90%，幾乎全是油酸和亞油酸，油酸的含量高達50%，油酸是一種安全脂肪酸，是人體必需但又是自身不能合成的脂肪酸，能夠防止血管粥樣硬化癥，對預(yù)防高血壓、心臟病、脂肪肝和肥胖癥也有益處。一些不法商家為追求利潤，用廉價的植物油與正常油品摻雜，以次充好，以假亂真，從中牟取暴利。因此，為保護合法生產(chǎn)經(jīng)營者和消費者的利益，對食用植物油品種進行準確快速鑒別是非常必要的。目前，對于食用油摻偽的鑒別技術(shù)主要集中在色譜、質(zhì)譜、波譜等儀器分析手段分析食用油中的脂肪酸含量，根據(jù)特征脂肪酸的含量不同來鑒別食用油是否摻偽，然而這些分析手段存在著所需樣品量較大，分析時間長，對樣品分析均為破壞性分析等問題。拉曼光譜（Raman）是近年蓬勃發(fā)展起來的一種極具前景的快速檢測手段，具有無污染、無需前處理、無接觸、樣品量少等優(yōu)點，在食品、石油化工、珠寶考古等領(lǐng)域得到初步的應(yīng)用和探索。食用油的拉曼光譜信息非常豐富，油脂結(jié)構(gòu)中的“C=C”對拉曼光譜中的分子振動有較大的貢獻，不同種類植物油中的脂肪酸主要差異表現(xiàn)為其數(shù)量變化。國內(nèi)食用油鑒別研究多側(cè)重于采用主成分分析法定性分析，并未建立拉曼光譜數(shù)據(jù)與摻假量之間的數(shù)學關(guān)系，本文利用激光拉曼光譜快速、無損、現(xiàn)場檢測的特點，采用最小二乘法建立了玉米油摻棕櫚油的定性和定量分析方法，并建立相應(yīng)的數(shù)學關(guān)系，為玉米油的摻偽鑒別提供一定的依據(jù)。

材料與方法

實驗樣品 不同產(chǎn)地、不同品牌、不同批次的玉米油30份、棕櫚油20份,分別從寧波市各大超市購買。在10份玉米油中分別摻入棕櫚油，配成含棕櫚油10%、20%、30%、40%、50%的摻假玉米油各60份。

儀器與參數(shù) 顯微拉曼光譜儀 DXR Raman Microscope,美國ThermoFisher Scientific公司。

（光譜儀參數(shù)如下：780nm激光光源；奧林巴斯BX51研究級顯微鏡，10×目鏡聚焦；拉曼位移范圍50～3400cm-1）。

拉曼光譜采集 采用DXR激光顯微拉曼光譜儀采集食用油的拉曼光譜。由于待測對象是液體樣品，因此采用金屬制容器裝樣，以避免干擾待測對象的拉曼信號。全部樣品未經(jīng)任何化學處理，采用移液槍逐一裝樣掃描樣品。每次測量前均用石油醚清洗金屬質(zhì)容器，避免樣品間交叉污染。

數(shù)據(jù)處理及模型評價 應(yīng)用TQ Analyst分析軟件進行拉曼光譜預(yù)處理及定量模型的建立。

結(jié)果與分析

譜圖分析 純玉米油、純棕櫚油和摻入棕櫚油的玉米油的拉曼光譜譜圖調(diào)整基線后，以1439 cm-1的峰值作為標準做歸一化處理（圖1）。

圖1 摻不同質(zhì)量分數(shù)棕櫚油的玉米油的拉曼光譜圖

純玉米油的拉曼光譜譜圖共顯示6個拉曼峰，分別為1079 cm-1,1263 cm-1,1301 cm-1,1439 cm-1,1655 cm-1, 1746 cm-1。6個拉曼峰所代表的官能團特征列于表1中。

表1 玉米油的拉曼光譜譜圖特征

玉米油中摻入棕櫚油的定量分析 經(jīng)過分析對比譜圖，在波數(shù)為1263cm-1,1655cm-1,處的拉曼光譜峰的相對峰強度偏差變化大，能夠代表性的體現(xiàn)樣品的差異性，依據(jù)此可對棕櫚油含量進行定量分析?，F(xiàn)對1655cm-1處拉曼光譜相對峰強度與棕櫚油的質(zhì)量分數(shù)進行研究，分析兩者之間的數(shù)學關(guān)系。

對一組摻不同濃度棕櫚油的玉米油的1655cm-1拉曼峰放大后得到圖2。經(jīng)過分析，1655cm-1拉曼峰的相對峰強度與摻入棕櫚油的質(zhì)量分數(shù)呈線性相關(guān)。采用最小二乘法得到方程Y=-15.16X+3835.4。式中：Y為拉曼光譜的相對峰強度，X為摻入棕櫚油的質(zhì)量百分數(shù)，決定系數(shù)R2=0.9982。

圖2 1655 cm-1放大圖

由方程計算得到的摻入棕櫚油的質(zhì)量分數(shù)與實際摻入棕櫚油的質(zhì)量分數(shù)的相對誤差見表2。可見該方程能很好地表示玉米油中摻入的棕櫚油質(zhì)量分數(shù)，說明采用最小二乘法分析1655cm-1拉曼峰的相對峰強度能定量分析花生油中摻入的棕櫚油。

表2 計算與實際摻入棕櫚油質(zhì)量分數(shù)的相對誤差

本文通過分析純玉米油、摻棕櫚油的玉米油和純棕櫚油的拉曼光譜譜圖，經(jīng)過最小二乘法，定量分析了摻入不同質(zhì)量分數(shù)的棕櫚油的玉米油。結(jié)果表明拉曼光譜的峰強度與摻入棕櫚油的質(zhì)量分數(shù)呈一定的線性關(guān)系，因此本文為玉米油的摻假檢測提供了數(shù)學依據(jù)。

□徐曉陽 黃玲 吳市學 盛瓊 馬艷 王曉杭 賈振民

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