專利名稱：核磁共振氫譜檢測食用油品質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬食品檢測方法領(lǐng)域，具體涉及核磁共振圖譜檢測鑒別食用油品質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
隨著第三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，我國餐飲業(yè)規(guī)模日益擴大，餐飲廢水中排出的廢棄油脂日益增多，不法分子對這些廢棄油脂進行非法回收提煉，有毒的“地溝油”就又重新回到餐桌，危害人體健康。地溝油一般包括泔水油、煎炸老油和廢棄動物油脂，關(guān)于地溝油的快速檢測，目前市場上已經(jīng)有幾種類型的技術(shù)或方法，有基于檢測電導(dǎo)率及極性化合物總量的紙層析、薄層層析、傳感器等快速檢測方法，也有基于檢測重金屬離子污染物的快速檢測方法，還有基于檢測地溝油酸價、過氧化值等快速檢測方法，這些方法在應(yīng)用上各有優(yōu)勢，一定程度上都能進行地溝油的定性檢測，但也存在缺陷，食用油中摻入地溝油的比例普遍需要達到相對較高的程度才能被檢出或易出現(xiàn)假陽性(“地溝油檢測技術(shù)的發(fā)展與研究”，糧食科技與經(jīng)濟，2011,36(1) :41-44 ；);(“地溝油的鑒別方法”，CN102393426A)，例如電導(dǎo)率法的檢出下限為地溝油添加量在20%以上，膽固醇法的檢出下限為地溝油的添加量在10%以上；薄層層析法對于一些未經(jīng)純化的油(比如芝麻油、花椒油等)和加入其他成分的油(如辣椒油)，容易出現(xiàn)假陽性，排阻色譜(HPSEC)測定甘油三酯氧化聚合物的方法適用于煎炸老油的檢測，但對泔水油的準(zhǔn)確率較低。因此，為了保障食用油品質(zhì)安全，迫切需要一種能夠快速鑒別地溝油摻偽食用油的可靠檢測方法。利用核磁共振氫譜對正品食用油與摻偽食用油進行鑒別目前還未見文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種測試速度快、準(zhǔn)確度高、成本低廉、重現(xiàn)性好的利用核磁共振氫譜鑒別食用油品質(zhì)的方法。本發(fā)明依據(jù)的原理是每一品種的食用油都有基本確定的脂肪酸甘油酯組成，即便是調(diào)和油，生產(chǎn)廠家也知道其中各種油的確切構(gòu)成比例，據(jù)此可計算出其脂肪酸甘油酯組成。但地溝油由于來源的問題，導(dǎo)致其成分復(fù)雜多變，即使生產(chǎn)者也不能說清其構(gòu)成，這是其無法改變的特點。根據(jù)這一特點，通過建立和比對食用油的核磁共振圖譜，可以簡便快速地檢測食用油脂中是否摻雜有地溝油。為實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明首先針對不同種類不同品質(zhì)的油類樣品在相同參數(shù)下進行核磁共振氫譜采集，然后對圖譜進行積分，將得到的積分值按照公式進行計算后得到不同油脂的特征值；根據(jù)不同品質(zhì)油類的核磁共振氫譜積分值或特征值建立油類品質(zhì)數(shù)據(jù)庫，形成分析測試標(biāo)準(zhǔn)；通過數(shù)據(jù)庫內(nèi)的測試數(shù)據(jù)對未知油類樣品進行品質(zhì)鑒定。本發(fā)明方法具體實施步驟如下
(I)標(biāo)準(zhǔn)樣品核磁共振氫譜數(shù)據(jù)采集相同條件下，對同一品質(zhì)的正品食用油樣品進行兩次以上核磁共振氫譜測試，得出前后兩次或多次測試數(shù)據(jù)的誤差，校正誤差；而后對同一品質(zhì)的正品食用油樣品進行重復(fù)性核磁共振氫譜測試；
(2)標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)據(jù)處理對測試得到的正品食用油樣品核磁共振氫譜進行積分，記錄其核磁共振氫譜特征組的積分值，利用其積分值做積分?jǐn)?shù)據(jù)的二維圖、三維圖或者將其積分值代入公式計算得到正品食用油的特征值，作其特征值的PCA分析 (3)數(shù)據(jù)庫的建立相同條件下，測試大量不同種類不同品質(zhì)正品食用油類樣品的核磁共振氫譜，重復(fù)步驟(2)進行處理，建立食用油類品質(zhì)測試數(shù)據(jù)庫；
(4)樣品鑒別相同條件下，對未知食用油類樣品進行核磁共振測試，利用步驟(2)的數(shù)據(jù)處理方法處理其核磁共振氫譜圖，與步驟(3)建立的食用油類品質(zhì)測試數(shù)據(jù)庫模型進行比對，定性鑒定正品食用油或摻偽食用油，并對正品食用油種類做出判斷。所述的正品食用油分別為大豆油、花生油、芝麻油、棕櫚油、玉米油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油或已知組成的調(diào)和油等。對核磁共振氫譜按照附圖I所示進行積分，共有九組積分值，九組質(zhì)子的化學(xué)位移分別為1，2-5. 34ppm, 3-4. 23ppm, 4-2. 77ppm, 5-2. 31ppm, 6-2. 04ppm, 7-1. 61ppm,8-1. 28ppm,9-0. 98ppm,10-0. 89ppm。所述的食用油類品質(zhì)測試數(shù)據(jù)庫為各種常用正品食用油脂的核磁共振氫譜特征組的積分?jǐn)?shù)據(jù)二維圖或三維圖及各種常用食用正品油特征值的PCA分析圖。與傳統(tǒng)的油脂測偽方法相比，本方法具有以下優(yōu)點1.簡化實驗步驟。本方法中樣品不需進行前處理，可以直接進行測試；樣品無需稱量定量，因為積分面積本身顯示的就是各組峰之間的比例；2.精確度高。圖譜采集、處理均由計算機進行，而積分區(qū)間也是固定的，避免了人為因素引起的誤差。3.快捷經(jīng)濟。檢測時僅對檢測樣品進行測試，進行代數(shù)計算后，與數(shù)據(jù)庫進行比較即可，檢測速度快，耗時短，整個測試可在5分鐘內(nèi)完成，減小了工作量和檢測成本。4.適用面廣。數(shù)據(jù)庫建立以后對不同型號不同磁場的儀器測試數(shù)據(jù)均可適用。該方法不但適用于各種食用油是否摻雜有地溝油的檢測，而且可以對各種食用油進行種類判別，防止用價格低廉的食用油冒充價格高昂的食用油，具有測試速度快、準(zhǔn)確度高、成本低廉等特點，能夠?qū)嶋H用于食用油類品質(zhì)鑒別工作，能行之有效地鑒別地溝油摻偽食用油，遏制不發(fā)商販以價格低廉的食用油冒充價格昂貴的食用油，為人們的飲食健康提供質(zhì)量保證。


圖I正品食用油核磁共振圖中各峰對應(yīng)質(zhì)子的積分值采集信息圖；圖中I: CH=CH,所有不飽和脂肪酸，2 =CH-OCOR甘油三脂，3 =CH2-OCOR甘油三脂，4:CH=CH-CH2-CH=CH2亞油酸和亞麻酸鏈，5: CH2-COOH所有脂肪酸鏈，6 : CH2- CH=CH所有不飽和脂肪酸鏈，7 =CH2- CH2COOH所有脂肪酸鏈，8 : (CH2) n所有脂肪酸鏈，9 :CH=CH-CH2-CH3亞麻酸鏈，10 =CH2 CH2 CH2-CH3除亞麻酸外所有脂肪酸鏈；
圖2含9號峰的大豆油和菜籽油的二維圖數(shù)據(jù)庫；圖中▲大豆油，■菜籽油；
圖3不含9號峰的各種油脂二維圖數(shù)據(jù)庫；圖中A花生油，▼芝麻油， 棕櫚油， 玉米油， 棉籽油，▽葵花籽油；
圖4利用含9號峰二維圖數(shù)據(jù)庫分析判斷食用油樣品；圖中▲大豆油，■菜籽油，★加、入地溝油的菜籽油；
圖5利用不含9號峰的二維圖數(shù)據(jù)庫分析判斷食用油樣品；圖中A花生油，▼芝麻油， 棕櫚油， 玉米油， 棉籽油，▽葵花籽油，★加入10%地溝油的葵花籽油；
圖6各種常用正品食用油的三維圖數(shù)據(jù)庫；圖中▲大豆油，A花生油，▼芝麻油， 棕櫚油， 玉米油， 棉籽油，〇菜籽油，▽葵花籽油；
圖7用三維圖數(shù)據(jù)庫對食用油品質(zhì)的分析圖；圖中▲大豆油，A花生油，▼芝麻油， 棕櫚油， 玉米油， 棉籽油，〇菜籽油，▽葵花籽油，★加入10%地溝油的花生油；
圖8各種正品食用油特征值的PCA分析圖數(shù)據(jù)庫-I ;圖中D大豆油，H花生油，X芝麻油，Y玉米油，K葵花籽油；
圖9各種正品食用油特征值的PCA分析圖數(shù)據(jù)庫-2 ;圖中Z棕櫚油，M棉籽油，C菜籽
油；
圖10利用PCA分析判斷食用油樣品品質(zhì)圖-1，圖中D大豆油，H花生油，X芝麻油，Y玉米油，K葵花籽油，DG大豆油加入5%地溝油，XG芝麻油加入5%地溝油；
圖11利用PCA分析判斷食用油樣品品質(zhì)圖-2，圖中D大豆油，H花生油，X芝麻油，Y玉米油，K葵花籽油，WX摻偽芝麻油；
圖12利用含9號峰二維圖數(shù)據(jù)庫分析判斷食用調(diào)和油樣品，圖中▲大豆油，■菜籽油， 大豆油，花生油，芝麻油7:2:1重量比的調(diào)和油，★大豆油，花生油，芝麻油7:2:1重量比的調(diào)和油加入10%地溝油。
具體實施例方式一、試驗材料
大豆油、花生油、芝麻油、棕櫚油、玉米油、棉籽油、菜籽油、葵花籽油、樣品管、氘代氯仿(CDCl3X二、試驗儀器
BRUKER Avance 300超導(dǎo)核磁共振波譜儀。三、試驗樣品的制備
取大S 油20微升,加入0. 6mL⑶Cl3溶解置于< 5mm樣品管中，得待測樣品溶液。依此方法制得14份大豆油，14份花生油，12份芝麻油，7份棕櫚油，6份玉米油，7份棉籽油，7份菜籽油，7份葵花籽油，8份調(diào)和油。四、試驗過程
I.圖譜測定
測定條件溫度295K，⑶Cl3為內(nèi)鎖，每個圖譜掃描16次，譜寬20ppm，脈沖間隔2s，脈沖序列zg30。將上述制得的樣品溶液于核磁共振儀上測定樣品的1H NMR圖譜，得到樣品自由衰減信號(FID信號)。2.圖譜處理及積分
將上述測定得到的樣品FID信號進行傅里葉變換，并進行相位校正和基線校正，以TMS的化學(xué)位移Oppm作為內(nèi)標(biāo),校正圖譜。校正后對上述各類正品食用油進行核磁共振氫譜測試，以大豆油為例按照附圖I所示分別進行積分，共有九組積分值，九組質(zhì)子的化學(xué)位移分別為1，2-5. 34ppm,3-4. 23ppm，4-2. 77ppm，5-2. 31ppm，6-2. 04ppm，7-1.61ppm，8-1.28ppm，9-0.98ppm，10-0. 89ppm，A、B、C、D、E、F、G、H、I分別表示上述九組積分的面積。3標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的建立 3. I直接利用積分面積
按照不同正品食用油分組，利用積分面積建立不同正品食用油的數(shù)據(jù)庫(表1-9)。3.2利用積分值計算油脂組成及碘值等特征值 將相應(yīng)積分值帶入下列公式進行計算
[w-3 UFA] =H/ (H+I)
[w-6 亞油酸]= (3C-4H)/3D
[MUFA]=E/2D-H/(H+I)-(3C-4H)/3D
[SFA]=1-E/2D
[IV] = [(A-B/4) /D]X86
上述公式中，[ _3 UFA]為《-3不飽和脂肪酸在油脂中的比例；[ -6亞油酸]為亞油酸在油脂中的比例；[MUFA]為單不飽和脂肪酸在油脂中的比例；[SFA]為飽和脂肪酸在油脂中的比例；[IV]為油脂的碘值。各種正品油脂特征值的計算結(jié)果分別列在表10-表18中。
4.數(shù)據(jù)分析
選取食用油脂核磁共振氫譜特征組的積分面積中的兩組或三組為參數(shù)，畫出各種常用正品食用油脂核磁共振氫譜特征組的積分?jǐn)?shù)據(jù)的二維圖或三維圖，或?qū)τ嬎愕玫降挠椭卣髦递斎隨IMCA-P 11. 5進行主成份分析(PCA)得到PCA分析圖，將未知樣品的分析結(jié)果與上述二維圖、三維圖和PCA分析圖的一種或多種比對進行鑒定。表I大豆油的積分面積
A Ib Ic Id Ie If Ig Ih Ii
2. 41 TToo" 0. 96 1~52" 2. 47 T768" 12. 790~ 2. 10
2. 40 TToo" 0. 96 1~52" 2. 49 T770" 12. 790^8~ 2. 09
2. 41 TToo" 0. 96 1~52" 2. 48 T77T 12. 790720" 2. 08
2. 41 TToo" 0. 95 1~52" 2. 49 ~L12 12. 820~ 2. 11
2. 41 TToo" 0. 95 ~L5l 2. 48 ~L&T 12. 830~ 2. 10
2. 40 TToo" 0. 94 1~52" 2. 48 ~L&T 12. 810720" 2. 11
2. 40 1700~ 0. 96 T752~ 2. 47 T7W 12. 760^9~ 2. 09
2. 40 TToo" 0. 96 ~L5l 2. 48 ~L12 12. 80ofU 2. 09
2. 41 TTOO" 0. 96 1~52" 2. 48 T77T 12. 87oTio" 2. 10
2. 38 TToo" 0. 94 ~L5l 2. 47 1769~ 12. 84oTio" 2. 09
2.47 TTOO" I. 01 1~56" 2. 50 TW 12. 48oTio" I. 98
2.49 TToo" I. 00 1~53" 2. 53 T776" 12. 79oTio" 2. 11
2. 43 TTOO" 0. 97 1~55" 2. 51 TTW 12. 85oU 2. 06
2. 41 |l. 00 |o. 90 |l. 49 \2. 49 |l. 68 |l3. 63|o. 22 \2. 33
表2花生油的積分面積
A Ib Ic Id Ie If IgIh Ii
I.93 TToo" 0. 54 T75q" 2. 33 T7&T 14. 57oToo" 2. 28
I.93 TTOO" 0. 54 ~L5l 2. 34 Oi" 14. 542. 26
I.94 TToo" 0. 54 T749" 2. 34 TTiF 14. 562. 27
I.93 |l. 00 |o. 54 |l. 52 \2. 34 |l. 67 |l4. 53|o. 00 \2. 2權(quán)利要求
1.一種核磁共振氫譜檢測食用油品質(zhì)的方法，其特征在于，通過如下步驟實現(xiàn)(1)標(biāo)準(zhǔn)樣品核磁共振氫譜數(shù)據(jù)采集相同條件下，對同一品質(zhì)的正品食用油樣品進行兩次以上核磁共振氫譜測試，得出前后兩次或多次測試數(shù)據(jù)的誤差，校正誤差；而后對同一品質(zhì)的正品食用油樣品進行重復(fù)性核磁共振氫譜測試； (2)標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)據(jù)處理對測試得到的正品食用油樣品核磁共振氫譜進行積分，記錄其核磁共振氫譜特征組的積分值，利用其積分值做積分?jǐn)?shù)據(jù)的二維圖、三維圖或者將其積分值代入公式計算得到正品食用油的特征值，作其特征值的PCA分析圖； (3)數(shù)據(jù)庫的建立相同條件下，測試大量不同種類不同品質(zhì)正品食用油的核磁共振氫譜，重復(fù)步驟(2)進行處理，建立食用油類品質(zhì)測試數(shù)據(jù)庫； (4)樣品鑒別相同條件下，對未知食用油類樣品進行核磁共振測試，利用步驟(2)的 數(shù)據(jù)處理方法處理其核磁共振氫譜圖，與步驟(3)建立的食用油類品質(zhì)測試數(shù)據(jù)庫模型進行比對，定性鑒定正品食用油或摻偽食用油，并對正品食用油種類做出判斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核磁共振氫譜檢測食用油品質(zhì)的方法，其特征在于，所述的食用油類品質(zhì)測試數(shù)據(jù)庫為各種常用正品食用油的積分?jǐn)?shù)據(jù)的二維圖或三維圖及各種常用正品食用油特征值的PCA分析圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的核磁共振氫譜檢測食用油品質(zhì)的方法，其特征在于，所述的正品食用油分別為大豆油、花生油、芝麻油、棕櫚油、玉米油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油或已知組成的調(diào)和油。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的核磁共振氫譜檢測食用油品質(zhì)的方法，其特征在于，所述的正品食用油的特征值包括亞麻酸、亞油酸、油酸、飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和碘值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用核磁共振氫譜檢測食用油品質(zhì)的方法，屬食品檢測方法領(lǐng)域。該方法首先針對不同品質(zhì)的油類樣品在相同的參數(shù)下進行核磁共振信號采集，然后對采集得到的圖譜進行積分，利用積分值計算出飽和脂肪酸、油酸、亞油酸等各種脂肪酸的含量及碘值等數(shù)據(jù)，找出不同油脂的特征；對同一品質(zhì)油脂樣品進行重復(fù)性測試；根據(jù)不同品質(zhì)油類的測試數(shù)據(jù)建立油類品質(zhì)測試數(shù)據(jù)庫，并形成分析測試標(biāo)準(zhǔn)；最后，通過數(shù)據(jù)庫內(nèi)的測試數(shù)據(jù)對未知油類樣品進行品質(zhì)鑒定。本發(fā)明方法具有操作簡單、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、快捷經(jīng)濟等優(yōu)點，適用于正品食用油或摻偽食用油的鑒別檢測，并能夠?qū)κ秤糜偷姆N類進行鑒別。
文檔編號G01N24/08GK102636510SQ201210123448
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者余學(xué)軍, 李中賢, 梁志宏, 王強, 郭曉河 申請人:河南省科學(xué)院高新技術(shù)研究中心