脂類是人體必需的三大營養(yǎng)物質(zhì)之一,食用油 的主要成分是脂肪和少量的類脂及其它一些微量物 質(zhì),是人體脂肪的主要來源。油脂在人們生活和化 工生產(chǎn)等方面都占有十分重要的地位。油脂品質(zhì)的 好壞及抗氧化物的穩(wěn)定性直接影響著食品質(zhì)量和風(fēng) 味的好壞。目前,隨著人們食品質(zhì)量要求的不斷 提高,需要更先進(jìn)、準(zhǔn)確、快捷、方便、完善的方法來 檢測油脂的品質(zhì)。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
菜籽油,益 海 嘉 里 食 品 營 銷 有 限 公 司;葵 花 仁 油,山東古魯花葵花仁油有限公司;花生油,萊陽魯 花濃香花生油有限公司;玉米油,西安嘉里油脂工業(yè) 有限公司;山茶油,江西南城縣麻姑精煉茶油廠。 通過活化硅膠柱除去油脂中活性氧等物質(zhì)獲得 不含氫過氧化物的菜籽油,并用碘量法(GB/T5538 -2005/ISO3960:2001)進(jìn)行檢測。 三苯基磷(TPP>99%),購于美國Sigma公司; 三苯基氧磷(TPPO>99%),購于美國 Sigma公司; 氯仿,購于天津博迪化工公司;冰乙酸,購于天津博 迪化工公司;異辛烷,購于天津博迪化工公司;碘化 鉀,購于天津博迪化工公司;硫代硫酸鈉,購于天津博迪化工公司。以上試劑均為分析純。 TPP貯備液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的 TPP氯仿溶 液;TPPO 貯備液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的 TPPO 氯仿 溶液。
1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
MPA 型傅里葉變換近紅外光譜儀(德 國 布 魯 克公司);電子分析天平(北京賽多利斯天平有限公 司);電動(dòng)混勻器(深圳天南海北實(shí)業(yè)有限公司);微 電腦光波爐(中山市黃圃鎮(zhèn)文化電子廠);QL-901 混勻振蕩器 (海門市其林貝爾儀器制造有限公司); 恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);0~ 200μL微量 進(jìn) 樣 器(大 龍 醫(yī) 療 設(shè) 備(上 海)有 限 公 司);200~1000μL微量進(jìn)樣器(大龍醫(yī)療設(shè)備(上 海)有限公司);冰 箱(海 信 容 聲(廣 東)冰 箱 有 限 公 司)。
1.3 光譜采集條件
用于研究的儀器是 MPA 型傅里葉變換近紅外 光譜儀,樣品透射腔溫度保持并限制在40℃,使用8 mm 外徑、容 量 為1mL 的 透 明 玻 璃 瓶。往 瓶 子 中 裝0.7~1.0mL的油,然后在12000~4000cm-1光譜范圍內(nèi)進(jìn)行掃描。所有樣品和背景光譜均在光 譜分辨率為4cm-1的條件下掃描16次記錄。將采 集的光譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入 OMNIC7.3和 TQ Analyst7.2 軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
1.4 制備標(biāo)準(zhǔn)樣品和驗(yàn)證樣品制備
TPPO 和菜籽油標(biāo)樣:根據(jù)油脂過氧化值 為20mmol/kg的氫過氧化物與 TPP反應(yīng)生成 TP- PO 的量來確定 TPPO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)。移?。担唉蹋蹋裕校? 貯備液溶于20g基礎(chǔ)菜籽油中(PV=0mmol/kg), TPPO 以同樣體積和方法溶于基 礎(chǔ) 菜 籽 油 中,然 后 微波爐加熱,直至完全溶解。然后隨機(jī)混合,配制系 列標(biāo)準(zhǔn)樣品。 用兩種已知過氧化值的油脂及過氧化值為0的 菜籽油配制成兩種驗(yàn)證樣品。兩種驗(yàn)證樣品的過氧 化值范 圍 分 別 是 6~10 mmol/kg 和 0~6 mmol/ kg。隨機(jī)抽取9種不同品種食用油,它們的過氧化 值均未知,進(jìn)行盲樣驗(yàn)證。
1.5 化學(xué)計(jì)量分析
TPP與油脂的氫過氧化物的化學(xué)反應(yīng)式如下 圖1。
1 mol三 磷 苯 基 (TPP)與 1 mol氫 過 氧 化 物 (ROOH)反應(yīng)生成過氧化物(ROH),用三磷苯氧基 (TPPO)的量來表示。三磷苯基(TPP)的相對分子 質(zhì)量為262.28,三磷苯氧基(TPPO)的 相 對 分 子 質(zhì) 量為278.29,用 標(biāo) 準(zhǔn) 碘 量 滴 定 法 檢 測 得 出1mmol TPP/kg或0.2623gTPP/kg油同 時(shí) 產(chǎn) 生1mmol TPPO/kg或0.2783gTPPO/kg油。根 據(jù) 油 脂 中 TPPO 的濃度可計(jì)算相應(yīng)的過氧化值(PV),配制成 各種不同標(biāo)準(zhǔn)樣品。三磷苯基(TPP)的添加量是根 據(jù)0.2623gTPP/kg油相當(dāng)于1mmol/kg過氧化物 進(jìn)行計(jì) 算 的。 依 據(jù) 反 應(yīng) 過 程 中 TPPO 的 PV 與 TPP的 PV 之和保持不變(反應(yīng)前加入待測樣品中 TPP的 PV 值,以 TPPO 的 PV 值表示待測樣品的 過氧化值,與 TPP的 PV 值無關(guān)),因此制備過程中 無需精確稱取 TPP的量。
2 結(jié)果與分析
含 TPP、TPPO 與 TPP和 TPPO 的菜籽油 均 在8265cm-1、7074cm-1、5795 ~5801cm-1、5678cm-1、4663cm-1處有明顯的 吸收變化。這是由于 OH 和C=O 在5290cm-1伸 縮振動(dòng)合頻吸收;在4695cm-1附近的吸收峰為 C =O 伸縮振動(dòng)合頻吸收。偏最小二乘法采用標(biāo)準(zhǔn)矩陣校準(zhǔn)。 用近紅外光譜分析測定過氧化值需要的一定數(shù)量的 TPPO,是通過 TPP 與 氫 過 氧 化 物 反 應(yīng) 生 成 的,且 有剩余的未反應(yīng)的 TPP存在,因此必須用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn) TPP和 TPPO。在標(biāo)準(zhǔn)中 TPP和 TPPO 的濃度用 過氧化值(PV)當(dāng) 量 表 示,并 用 來 表 明 TPP 和 TPPO 相互之間的關(guān)聯(lián)。這是按照偏最小二乘法標(biāo) 準(zhǔn)校準(zhǔn)妨礙樣品分析的隨機(jī)變化的潛在的干擾組 分?;?TPPO 定量反應(yīng)光譜范圍為4695~4550 cm-1,用偏最小二乘法標(biāo)準(zhǔn)中的五因素分析并預(yù)測 其過氧化值,圖4顯示一系列預(yù)測的過氧化值(PV) 與 TPPO 的 濃 度,由 偏 最 小 二 乘 法 的 交 叉 驗(yàn) 證 獲 得。
3 結(jié) 論
近紅外光譜分析法檢測食用油中的過氧化值是 根據(jù)氫過氧化物與三苯磷(TPP)定量作用生成三苯 氧化磷(TPPO),根據(jù) TPPO 紅外光譜數(shù)據(jù)測定過 氧化 值。在 PV 為 0 的 油 樣 中 隨 機(jī) 混 合 TPP 和 TPPO,近紅外光 譜 掃 描,在 波 數(shù) 范 圍4695~4550 cm-1內(nèi),用偏最 小 二 乘 法 標(biāo) 準(zhǔn) 建 立 校 正 模 型,其 線 性方程為y=1.0129x-0.071,R2 =0.9955,預(yù)測 的過氧化值與實(shí)測值相近,相關(guān)性顯著,說明用偏最 小二乘法 標(biāo) 準(zhǔn) 建 立 的 校 準(zhǔn) 模 型 效 果 良 好。用 已氧化的油按重量稀釋 PV=0的 兩 個(gè) 系 列 油 樣 進(jìn) 行模 型 驗(yàn) 證,線 性 方 程 的 相 關(guān) 系 數(shù) R2 分 別 為 為 0.9987和0.9813,相 關(guān) 性 顯 著,說 明 用 偏 最 小 二 乘 法標(biāo)準(zhǔn)建立的食用油的過氧化值的近紅外光譜模型 是可行的,能夠較好地測定食用油中過氧化值的含 量。用近紅外光譜模型預(yù)測檢測的5種未知樣品的 過氧化值,經(jīng)檢測均與碘量法測定的過氧化值線性 相關(guān),R2 =0.9828,說明油脂種類對近紅外光譜預(yù) 測結(jié)果幾乎無影響。