食用植物油摻偽檢測(cè)方法研究進(jìn)展

食用植物油摻偽檢測(cè)方法研究進(jìn)展

由于種類和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的不同，食用植物油的價(jià)格差異很大。一些非法的生產(chǎn)商為了追求利益而非法混合。食用植物油的摻假一般有兩種情況:在高價(jià)食用植物油中摻入低價(jià)油,如在芝麻油、橄欖油中摻入菜籽油、大豆油等。國(guó)內(nèi)及國(guó)外的食用油市場(chǎng)上均存在此類摻假問(wèn)題。另外,在食用油中摻入非食用油,如在植物油中摻入桐油、大麻籽油、蓖麻油、礦物油,甚至地溝油等。目前這類摻假問(wèn)題在國(guó)內(nèi)的食用油市場(chǎng)上較為嚴(yán)重,摻入的非食用油對(duì)人體都有不同程度的毒害。為保護(hù)消費(fèi)者的利益,杜絕摻假行為,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)食用植物油的摻假檢測(cè)方法進(jìn)行了廣泛研究。1人工食用油脂理化法鑒別主要依據(jù)是食用植物油中摻入物質(zhì)的理化性質(zhì)定性鑒別食用油中是否摻加某種物質(zhì)?！禛B/T5539-1985植物油脂檢驗(yàn)油脂定性試驗(yàn)》中規(guī)定了桐油、礦物油等4種非食用油脂,大豆油、花生油等8中食用油脂的定性檢出方法,其檢出依據(jù)即為某一油脂中特定物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)。如花生油是由含5%花生酸組成的甘油脂,花生油的檢出即利用了“花生酸不溶于乙醇”這一特性?！禛B/T5009.37-2003食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中規(guī)定了桐油、礦物油、大麻油這三種非食用油定性鑒別的方法。對(duì)于摻加地溝油的食用油可以用電導(dǎo)法進(jìn)行快速檢測(cè),因地溝油中含有大量重金屬離子而使溶液導(dǎo)電性增加。此外,折光指數(shù)、相對(duì)密度、碘值、皂化值(KOH)等都是油脂的特征指標(biāo),可用于食用油的識(shí)別。李潔莉等探討了折光指數(shù)與溫度的線性關(guān)系,并提出了在10~40℃范圍內(nèi)每相差1℃時(shí)折光指數(shù)的新校正系數(shù)。2實(shí)際樣品分析目前,絕大部分的食用油摻假鑒別基于色譜分析,高效液相色譜(HPLC)和高效氣相色譜(HRGC)廣泛用于脂肪酸、甾醇、生育酚等物質(zhì)的定量測(cè)定。2003~2004年,我國(guó)新出臺(tái)的8種食用植物油標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了每種油品的脂肪酸組成,作為該種食用油的特征指標(biāo),這為食用油的摻偽鑒別工作提供了一定的依據(jù)。各種食用植物油的脂肪酸組成見(jiàn)表1[6,7,8,9,10,11,12,13]。不同的食用植物油脂肪酸組成與含量均不相同,摻偽后必然會(huì)改變其脂肪酸的組成和含量。色譜法即通過(guò)分析油品中脂肪酸組成和含量,再與其對(duì)應(yīng)的純品油脂肪酸構(gòu)成比較,可快速鑒別是否摻偽。使用色譜法分析前需要將食用油中的脂肪酸(FAs)轉(zhuǎn)變成脂肪酸甲酯(FAMEs)。我國(guó)國(guó)標(biāo)中將氣相色譜分析法作為動(dòng)植物油脂中脂肪酸的推薦測(cè)定方法,美國(guó)油品化學(xué)協(xié)會(huì)(AOCS)也將氣相-液相色譜法確立為定量測(cè)定脂肪酸甲酯的官方方法。一般而言,判別某一食用油是否摻偽主要根據(jù)該油品的特征脂肪酸含量變化進(jìn)行分析。李雅蓮等利用氣相色譜分析純正棕櫚油的脂肪酸組成,發(fā)現(xiàn)棕櫚油中含有特征脂肪酸——葵酸,根據(jù)葵酸甲酯保留時(shí)間和峰面積作為摻入棕櫚油定性、定量的判斷依據(jù)。農(nóng)業(yè)部肖昌珍等采用GC法對(duì)來(lái)自湖北、河南、山東等省的摻偽芝麻油、花生油、色拉油進(jìn)行了檢測(cè),利用不同植物油的特征脂肪酸進(jìn)行分析,分析所得結(jié)果與國(guó)標(biāo)GB5539—1985定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較,表明GC法更為靈敏、快速。不同生態(tài)區(qū)的食用植物油的脂肪酸組分有差異,這也使GC法的應(yīng)用范圍有了一定的局限,判別結(jié)果的可信度降低。農(nóng)業(yè)部油料及制品質(zhì)量監(jiān)督測(cè)試中心對(duì)全國(guó)數(shù)百份植物油脂肪酸GC檢測(cè),建立了四大植物油不同生態(tài)區(qū)脂肪酸數(shù)據(jù)庫(kù),為摻偽油科學(xué)計(jì)算提供了可靠的數(shù)據(jù)支持?？梢?jiàn),利用特征脂肪酸進(jìn)行食用油摻偽分析是建立在大量、有代表性的試驗(yàn)數(shù)據(jù)之上的。此外,也有研究者對(duì)摻偽后食用油中主要脂肪酸構(gòu)成比的變化進(jìn)行了研究。魏明等使用氣相色譜法測(cè)定了常見(jiàn)植物油中主要脂肪酸的構(gòu)成比,并經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,獲得了常見(jiàn)脂肪酸組成與含量正常值。研究人員經(jīng)過(guò)分析,得出常見(jiàn)植物油摻偽后脂肪酸的構(gòu)成比的變化規(guī)律,該結(jié)果對(duì)于實(shí)際的鑒偽工作有一定的指導(dǎo)意義。鄭建國(guó)等提出了用相對(duì)不飽和度(定義相對(duì)不飽和度為不飽和脂肪酸總量與飽和脂肪酸總量的比值(U/S))來(lái)識(shí)別食用油使用。使用GC-MS對(duì)脂肪酸甲酯進(jìn)行定性,GC-FID進(jìn)行定量分析,結(jié)果表明,同一種食用油具有特征的U/S值,不同食用油的U/S值差別很明顯,用該法對(duì)食用油進(jìn)行鑒定,能準(zhǔn)確地識(shí)別摻假的油樣。孟哲等建立的測(cè)定長(zhǎng)鏈脂肪酸的快速GC方法可以對(duì)植物油等實(shí)際樣品中的長(zhǎng)鏈脂肪酸不經(jīng)衍生化而直接進(jìn)行定量分析。與傳統(tǒng)的GC和HPLC方法相比,不需復(fù)雜的樣品衍生化過(guò)程,在2min內(nèi)可實(shí)現(xiàn)8種長(zhǎng)鏈脂肪酸的基線分離。該方法的回收率、靈敏度和重現(xiàn)性都能滿足實(shí)際樣品分析的要求。研究表明,除了脂肪酸,不同食用植物油中含有的甾醇、生育酚、揮發(fā)物等物質(zhì)也可作為其特征指標(biāo),用于摻假鑒別。利用色譜法可對(duì)上述物質(zhì)進(jìn)行定性、定量檢測(cè)。甾醇類物質(zhì)的分布可用于鑒別某些優(yōu)質(zhì)植物油中是否摻有廉價(jià)油。菜籽油中含有較多的菜籽甾醇(100~1000mg/kg),而橄欖油中則有高含量的β-谷甾醇(638~2610mg/kg),紅花籽油和葵花籽油中△7-豆甾醇的含量很高(分別為300~550mg/kg,150~500mg/kg),這些差別對(duì)于摻假研究十分有利。Grob等利用液相-氣相-火焰離子化檢測(cè)器(LC-GC-FID)直接分析甾醇類物質(zhì),可以鑒別出優(yōu)級(jí)初榨橄欖油中摻有其他種子油(菜籽油、大豆油等):通過(guò)測(cè)定菜籽甾醇(在總甾醇中所占比例:橄欖油≤0.1%,菜籽油12%~13%;雙低菜籽油5%~13%)的含量可檢測(cè)出約2%菜籽油的摻入量;測(cè)定菜油甾醇(在總甾醇中所占比例:橄欖油≤4%,大豆油15%~24%)和豆甾醇(在總甾醇中所占比例:橄欖油<4%,大豆油16%~19%)的含量可檢測(cè)出10%大豆油的摻入量。馮妹元等采用氣相色譜法對(duì)我國(guó)常見(jiàn)植物油中的植物甾醇含量進(jìn)行了測(cè)定,發(fā)現(xiàn)不同種類植物油中甾醇的含量和比例各不相同,同一種類不同品牌的植物油中各甾醇所占比例基本接近。植物油中的生育酚作為天然抗氧化劑能維持油脂的穩(wěn)定,不同食用植物油中生育酚的種類(α-,β-,γ-和δ-生育酚)和含量各不相同。生育酚的檢測(cè)一般采用反相高效液相色譜結(jié)合紫外檢測(cè)器或電流檢測(cè)器,也可用氣相色譜進(jìn)行測(cè)定。δ-生育酚的含量可用于鑒別花生油(<22mg/kg)中是否摻有大豆油(932mg/kg)。不含生育三烯酚的植物油中(如橄欖油)摻入1%~2%的棕櫚油和葡萄籽油即可被檢測(cè)出。利用色譜法進(jìn)行食用植物油的摻偽分析已得到較為廣泛的應(yīng)用,但是,食用油摻偽技術(shù)的復(fù)雜化、隱蔽化也對(duì)色譜鑒別法提出了更高的要求。除了提高檢測(cè)限,采用更有力的數(shù)學(xué)分析工具,與波譜結(jié)合等手段將是色譜法摻偽檢測(cè)的重要發(fā)展方向。3核磁共振檢測(cè)能力核磁共振是基于原子核磁性的一種波譜技術(shù),食品領(lǐng)域中的應(yīng)用始于70年代初,主要研究水在食品中的狀態(tài)。作為一種新型的快速檢測(cè)技術(shù),它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),即定性測(cè)定不具有破壞性,定量測(cè)定不需要標(biāo)樣。在油脂工業(yè),研究主要集中于食用油品質(zhì)的檢測(cè),國(guó)內(nèi)關(guān)于該法用于食用油摻假檢測(cè)的報(bào)道較少,國(guó)外則相對(duì)較多,主要集中于橄欖油的品質(zhì)及摻偽檢測(cè)。橄欖油的加工過(guò)程和儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)其品質(zhì)有重要影響,新鮮的橄欖油中幾乎只含有1,2-甘油二酯(1,2-DG),而在加工榨取或儲(chǔ)藏過(guò)程中它會(huì)異構(gòu)化為1,3-甘油二酯(1,3-DG)。1,2-DGs與總甘油二酯(1,2-DGs+1,3-DGs)的比值D可以作為衡量橄欖油新鮮度的一個(gè)指標(biāo)。使用31P核磁共振技術(shù)檢測(cè)D值,可有效監(jiān)測(cè)橄欖油的品質(zhì)。在不同種類的橄欖油中甘油二酯(DG)的含量是有差別的。如特級(jí)初榨橄欖油(EVOO)中甘油二酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)1%~3%,而低質(zhì)量的橄欖油中其含量則較高,精煉橄欖油(ROO)中含有4%~5%(主要為1,3-DGs),橄欖果渣油中含有15%~20%。因此,甘油二酯含量可用于檢測(cè)EVOO中是否摻有低級(jí)橄欖油。有研究表明,核磁共振技術(shù)可檢測(cè)出EVOO中摻有低至5%的其他種類的油(如低級(jí)初榨橄欖油、精煉橄欖油、榛子油、玉米油、葵花籽油、大豆油),尤其是榛子油,用常規(guī)方法很難檢測(cè),因其成分與橄欖油十分接近。此外,核磁共振技術(shù)還可用于多種食用油的分類,以及EVOO中摻加精煉種子油的檢測(cè)。4光譜法的優(yōu)勢(shì)色譜法和核磁共振法所用的儀器較昂貴,操作也復(fù)雜,且工作量大、耗時(shí),還需要專門的實(shí)驗(yàn)人員。相比之下,光譜法更為簡(jiǎn)便、快速、價(jià)廉,該方法不僅能夠提供量化信息,而且也能給出定性信息(如功能團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)等)。一般而言,光譜法需要化學(xué)計(jì)量學(xué)的方法(如主成分分析、偏最小二乘法等)對(duì)譜圖進(jìn)行分析后才能得出結(jié)果。目前,油脂領(lǐng)域研究應(yīng)用較多的是紅外光譜和拉曼光譜,兩者都屬于分子振動(dòng)光譜。4.1化學(xué)計(jì)量統(tǒng)計(jì)學(xué)處理當(dāng)紅外光穿過(guò)樣品時(shí),樣品分子中的基團(tuán)吸收紅外光產(chǎn)生振動(dòng),使偶極矩發(fā)生變化,得到紅外吸收光譜?；诖嗽戆l(fā)展起來(lái)的紅外光譜技術(shù)具有快速、高效,能夠在線檢測(cè)及多組分同時(shí)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)。在紅外光譜定性分析中需要依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行化學(xué)計(jì)量學(xué)方面的統(tǒng)計(jì)處理,利用這些統(tǒng)計(jì)處理從紅外光譜中分離、提取該物質(zhì)所特有的信息特征。再通過(guò)不同樣品的信息特征的比較,如做聚類分析確定樣品間的一致程度,進(jìn)而確定未知樣品對(duì)于標(biāo)樣的歸屬關(guān)系。上世紀(jì)90年代,國(guó)外已有使用近紅外(IR)光譜和傅立葉轉(zhuǎn)換中紅外(FT-MIR)光譜來(lái)檢測(cè)橄欖油中是否摻偽的報(bào)道。使用近紅外光譜法鑒偽的準(zhǔn)確率最高可達(dá)到98%,但預(yù)測(cè)橄欖油中摻加何種油品的準(zhǔn)確度還不高。此后,研究者對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),能夠準(zhǔn)確地鑒別90%摻偽橄欖油中摻加的食用油種類。Tay等采用傅里葉變換衰減全反射紅外光譜(FTIR-ATR)結(jié)合多變量分類法,能檢測(cè)出1L橄欖油中摻有20mL葵花籽油的摻假油。4.2定量定量分析拉曼光譜測(cè)定的是樣品的發(fā)射光譜。當(dāng)單色激光照射在樣品上時(shí),分子的極化率發(fā)生變化,產(chǎn)生拉曼散射,檢測(cè)器檢測(cè)到的是拉曼散射光。拉曼光譜是與紅外光譜互補(bǔ)的一種檢測(cè)手段。它可提供快速、簡(jiǎn)單、可重復(fù)、無(wú)損傷的定性定量分析。Baeten等利用傅立葉轉(zhuǎn)換-拉曼光譜(FT-Ramanspectroscopy)法對(duì)優(yōu)級(jí)初榨橄欖油(VOO)的摻偽進(jìn)行檢測(cè),可分別鑒別出摻有1%的大豆油,5%的玉米油和10%的低級(jí)初榨橄欖油的摻假油。Yang等比較了近紅外光譜法、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜法、傅立葉轉(zhuǎn)換拉曼光譜法在鑒別特級(jí)初榨橄欖油中摻加低級(jí)初榨橄欖油的檢測(cè)性能。他們?cè)谔丶?jí)初榨橄欖油中以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的梯度加入低級(jí)橄欖油,使用以上三種方法進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明,利用傅立葉轉(zhuǎn)換拉曼光譜法得到的數(shù)據(jù)相關(guān)度最高(0.997),標(biāo)準(zhǔn)誤差為1.72%。5外光譜法和曼馬法目前,在國(guó)內(nèi)的摻偽檢測(cè)中,理化方法和氣相色譜法是應(yīng)用最為普遍的方法,也已制定了相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。核磁共振技術(shù)雖有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),但因其設(shè)備價(jià)格昂貴,且需較高的專業(yè)技能,在推廣普及上有一定的困難,多限于研究工作。紅外光譜法和拉曼光譜法易于操作,檢測(cè)成本較低,有著良好的應(yīng)用前景?？傮w來(lái)說(shuō),儀器分析法正逐步在實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)中普及。一般而言,儀器法免去了樣品前處理的繁瑣