食用植物油摻偽檢測方法研究進(jìn)展

食用植物油摻偽檢測方法研究進(jìn)展

由于種類和營養(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。國內(nèi)及國外的食用油市場上均存在此類摻假問題。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。目前這類摻假問題在國內(nèi)的食用油市場上較為嚴(yán)重,摻入的非食用油對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,國內(nèi)外學(xué)者對食用植物油的摻假檢測方法進(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。《GB/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。對于摻加地溝油的食用油可以用電導(dǎo)法進(jìn)行快速檢測,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)的定量測定。2003~2004年,我國新出臺的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,摻偽后必然會改變其脂肪酸的組成和含量。色譜法即通過分析油品中脂肪酸組成和含量,再與其對應(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)。我國國標(biāo)中將氣相色譜分析法作為動植物油脂中脂肪酸的推薦測定方法,美國油品化學(xué)協(xié)會(AOCS)也將氣相-液相色譜法確立為定量測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法對來自湖北、河南、山東等省的摻偽芝麻油、花生油、色拉油進(jìn)行了檢測,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)督測試中心對全國數(shù)百份植物油脂肪酸GC檢測,建立了四大植物油不同生態(tài)區(qū)脂肪酸數(shù)據(jù)庫,為摻偽油科學(xué)計(jì)算提供了可靠的數(shù)據(jù)支持?？梢?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定了常見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,獲得了常見脂肪酸組成與含量正常值。研究人員經(jīng)過分析,得出常見植物油摻偽后脂肪酸的構(gòu)成比的變化規(guī)律,該結(jié)果對于實(shí)際的鑒偽工作有一定的指導(dǎo)意義。鄭建國等提出了用相對不飽和度(定義相對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))來識別食用油使用。使用GC-MS對脂肪酸甲酯進(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,用該法對食用油進(jìn)行鑒定,能準(zhǔn)確地識別摻假的油樣。孟哲等建立的測定長鏈脂肪酸的快速GC方法可以對植物油等實(shí)際樣品中的長鏈脂肪酸不經(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)雜的樣品衍生化過程,在2min內(nèi)可實(shí)現(xiàn)8種長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。利用色譜法可對上述物質(zhì)進(jìn)行定性、定量檢測。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),這些差別對于摻假研究十分有利。Grob等利用液相-氣相-火焰離子化檢測器(LC-GC-FID)直接分析甾醇類物質(zhì),可以鑒別出優(yōu)級初榨橄欖油中摻有其他種子油(菜籽油、大豆油等):通過測定菜籽甾醇(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%)的含量可檢測出約2%菜籽油的摻入量;測定菜油甾醇(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%)的含量可檢測出10%大豆油的摻入量。馮妹元等采用氣相色譜法對我國常見植物油中的植物甾醇含量進(jìn)行了測定,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。生育酚的檢測一般采用反相高效液相色譜結(jié)合紫外檢測器或電流檢測器,也可用氣相色譜進(jìn)行測定。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、隱蔽化也對色譜鑒別法提出了更高的要求。除了提高檢測限,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的重要發(fā)展方向。3核磁共振檢測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技術(shù),它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),即定性測定不具有破壞性,定量測定不需要標(biāo)樣。在油脂工業(yè),研究主要集中于食用油品質(zhì)的檢測,國內(nèi)關(guān)于該法用于食用油摻假檢測的報(bào)道較少,國外則相對較多,主要集中于橄欖油的品質(zhì)及摻偽檢測。橄欖油的加工過程和儲藏時(shí)間對其品質(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),而在加工榨取或儲藏過程中它會異構(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D值,可有效監(jiān)測橄欖油的品質(zhì)。在不同種類的橄欖油中甘油二酯(DG)的含量是有差別的。如特級初榨橄欖油(EVOO)中甘油二酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過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EVOO中是否摻有低級橄欖油。有研究表明,核磁共振技術(shù)可檢測出EVOO中摻有低至5%的其他種類的油(如低級初榨橄欖油、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,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。4光譜法的優(yōu)勢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)紅外光穿過樣品時(shí),樣品分子中的基團(tuán)吸收紅外光產(chǎn)生振動,使偶極矩發(fā)生變化,得到紅外吸收光譜?；诖嗽戆l(fā)展起來的紅外光譜技術(shù)具有快速、高效,能夠在線檢測及多組分同時(shí)測定等優(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)而確定未知樣品對于標(biāo)樣的歸屬關(guān)系。上世紀(jì)90年代,國外已有使用近紅外(IR)光譜和傅立葉轉(zhuǎn)換中紅外(FT-MIR)光譜來檢測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)測橄欖油中摻加何種油品的準(zhǔn)確度還不高。此后,研究者對試驗(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,檢測器檢測到的是拉曼散射光。拉曼光譜是與紅外光譜互補(bǔ)的一種檢測手段。它可提供快速、簡單、可重復(fù)、無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)法對優(yōu)級初榨橄欖油(VOO)的摻偽進(jìn)行檢測,可分別鑒別出摻有1%的大豆油,5%的玉米油和10%的低級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初榨橄欖油中摻加低級初榨橄欖油的檢測性能。他們在特級初榨橄欖油中以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的梯度加入低級橄欖油,使用以上三種方法進(jìn)行檢測,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,在國內(nèi)的摻偽檢測中,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)的國家標(biāo)準(zhǔn)。核磁共振技術(shù)雖有獨(dú)特的優(yōu)勢,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,檢測成本較低,有著良好的應(yīng)用前景?？傮w來說,儀器分析法正逐步在實(shí)際生產(chǎn)檢測中普及。一般而言,儀器法免去了樣品前處理的繁瑣