趙柯瑩，李晉紅，李 坤，魏計(jì)林，邱選兵

(太原科技大學(xué) 應(yīng)用科學(xué)學(xué)院，山西 太原 030024)

煎炸食品以其香、脆等特點(diǎn)越來越受到人們的喜歡，其種類和食用量逐年增加。但是，油在高溫煎炸中會(huì)發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化，破壞食品的營養(yǎng)價(jià)值，甚至還會(huì)產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，從而對(duì)消費(fèi)者的身體健康造成危害。一些商家為了降低成本，煎炸用油總是“老油”(反復(fù)加熱油)，長期食用這種油炸食品對(duì)身體非常有害［1］。因此快速準(zhǔn)確地鑒別復(fù)熱油的質(zhì)量非常重要。目前我國缺少此方面的快速檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行的食用植物油國家標(biāo)準(zhǔn)只適用于檢驗(yàn)未使用過的食用油［2］，而且現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)需要樣品多、檢驗(yàn)時(shí)間長、檢測(cè)項(xiàng)目繁多，無法快速評(píng)價(jià)反復(fù)加熱食用油的優(yōu)劣［1］。

紅外光譜分析技術(shù)以無污染、分析速度快、提供物質(zhì)的指紋圖譜等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食品加工行業(yè)，尤其在植物油的鑒別研究上應(yīng)用廣泛。2005 年Vincent 等將傅立葉變換拉曼光譜與中紅外光譜結(jié)合，使用聚類分析的方法，檢測(cè)橄欖油中的榛子油含量［3］;2012 年暨南大學(xué)的謝夢(mèng)圓等對(duì)地溝油和食用植物油近紅外吸收光譜進(jìn)行了研究［4］;可見，紅外光譜法是檢測(cè)煎炸油劣變程度的科學(xué)的可靠的方法之一。

本文利用傅立葉變換紅外光譜法對(duì)西王牌玉米胚芽油的未使用和重復(fù)加熱油進(jìn)行光譜分析比較，從峰形、峰高的變化來研究食用植物油成分的改變，此方法可鑒別是否為復(fù)熱用油，為反復(fù)加熱食用植物油及地溝油檢測(cè)方法的建立提供了重要的理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

紅外吸收光譜法是研究某一化學(xué)物質(zhì)如分子、離子或自由基等，因吸收紅外電磁波的能量而致使其化學(xué)物質(zhì)在電子基態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)－振動(dòng)的能量變化［5］。由于紅外吸收光譜能夠提供分子特性的信息，除光學(xué)異構(gòu)體外，幾乎沒有兩種有機(jī)化合物的光譜完全一樣。因此，紅外吸收光譜可以顯示物質(zhì)的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)等信息，同時(shí)，也可以監(jiān)測(cè)或分析化合物的存在與含量，應(yīng)用范圍甚廣。紅外光譜是由物質(zhì)吸收電磁輻射后，分子振動(dòng)－轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷而產(chǎn)生的。光源發(fā)出的紅外輻射，經(jīng)過干涉儀轉(zhuǎn)變成干涉圖，通過樣品后得到含有樣品信息的干涉圖，由電子計(jì)算機(jī)采集，并經(jīng)過快速傅里葉變換，得到吸收強(qiáng)度或透過度隨頻率或波數(shù)變化的紅外光譜圖。(掃描的基本過程如圖1 所示)根據(jù)紅外光吸收光譜法，結(jié)合Origin 軟件的曲線擬合功能，可以得出特征峰的吸光度值與加熱時(shí)間之間的關(guān)系。

圖1 傅里葉變換紅外光譜掃描剖析流程圖

1.2 試驗(yàn)儀器

北京瑞利分析儀器公司(原北京第二光學(xué)儀器廠)的WQF－ 510 型傅里葉變換紅外光譜儀。波數(shù)范圍:7000 cm－1～400 cm－1，掃描次數(shù)為16 次，分辨率:1 cm－1，標(biāo)配直徑2 cm 的液體池。

1.3 實(shí)驗(yàn)樣品

1)超市購買的玉米胚芽油作為分析樣品，其基本情況如表1 所示。

表1 玉米油樣品特性

2)對(duì)玉米油加熱100 min，分別在15 min、30 min、60 min、100 min 時(shí)刻取出樣品。

1.4 樣品的配制

將一滴樣品滴于KBr 的鹽片上，幾秒鐘后，將另外一塊KBr 鹽片合上，這樣液體被夾在兩塊KBr 鹽片之間，變成薄膜狀。

圖2 KBr 鹽片

2 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與分析

圖3 給出了未加熱玉米油的紅外透過率光譜，從圖3 可知，在4 400 cm－1～500 cm－1范圍內(nèi)玉米油的紅外透過率光譜表現(xiàn)在3 010 cm－1處有不飽和碳鏈的C－H 伸縮振動(dòng)峰，2 920 cm－1、2850 cm－1處有飽和碳鏈C－ H 伸縮振動(dòng)峰，1740 cm－1處有C－O 伸縮振動(dòng)峰，1460 cm－1、1370 cm－1處有亞甲基的彎曲振動(dòng)峰，1160 cm－1處甘油三酯中C－O 的伸縮振動(dòng)峰以及720 cm－1處有碳骨架振動(dòng)峰。

圖3 未加熱玉米油的紅外透過率光譜

對(duì)玉米油加熱100 min，分別在15 min、30 min、60 min、100 min 時(shí)刻取出樣品進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)加熱100 min內(nèi)玉米油紅外透過率光譜(吸光譜)的特征峰值無明顯變化，但是吸光譜值隨加熱時(shí)間有明顯變化。以2920 cm－1處的飽和碳鏈C－ H 伸縮振動(dòng)峰為例，在0 min(未加熱)、15 min、30 min、60 min、100 min 時(shí)該處振動(dòng)峰的吸光譜值見表2。

表2 2920 cm －1處的飽和碳鏈C－H 伸縮振動(dòng)峰的吸光度值

利用Origin 軟件的曲線擬合功能對(duì)表2 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，得到2920 cm－1處的飽和碳鏈C－H 伸縮振動(dòng)峰的吸光譜值與加熱時(shí)間關(guān)系如下:

其中，A 為吸光度值，t 為時(shí)間，單位為小時(shí)。

4 結(jié)論

本文對(duì)玉米胚芽油的未加熱和反復(fù)加熱進(jìn)行紅外光譜分析，從峰形、峰高的變化來研究食用油的成分的改變，得到了快速測(cè)量復(fù)熱食用油吸光度光譜的方法。記錄不同加熱時(shí)刻的同種復(fù)熱玉米油的傅里葉變換紅外光譜，利用Origin軟件的曲線擬合功能，結(jié)合復(fù)熱玉米油紅外光譜特征峰曲線，從而快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出復(fù)熱玉米油的吸光度光譜，并建立了2920 cm－1處特征峰吸光度與加熱時(shí)間之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。此方法樣品用量少、分析速度快，可從整體上了解油品的質(zhì)量及成分，并可作為市場(chǎng)復(fù)熱食用油的快速篩查方法，也可為地溝油檢測(cè)方法的建立提供理論依據(jù)。

［1］蔣挺大，王玉生.食物與營養(yǎng)化學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，1987：56－60.

［2］GB 2716-2005，食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2005.

［3］Baeten V，Pierna J A F，Dardenne P，et al.Detection of the Presence of Hazelnut oil in Olive Oil by FT－Raman and FT－ MIR Spectroscopy［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2005(53) ：6201－6206.

［4］謝夢(mèng)圓，張軍，陳哲，等.地溝油的近紅外光譜分析鑒別［J］.中國油脂，2012(36) ：80－83.

［5］翁詩甫.傅里葉變換紅外光譜分析［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.