菜籽油品质快速检测技术分析

龚逸群

摘 要 在设定的加热温度和储存时间下，菜籽油的介电特性参数电容、阻抗及电感值，分别与其品质指标过氧化值、酸值及羰基价之间具有显著的相关关系。建议通过测定菜籽油的介电特性值(电容、阻抗及电感值)来直接计算品质指标过氧化值、酸值及羰基价。

关键词 菜籽油介电特性品质检测储存电容阻抗

中图分类号： TS225.14 文献标识码：A

对油脂中挥发性物质和极性化合物含量的测定，通常采用色谱法，一般生产企业和使用单位难以完成，因此寻找快速、简便、有效的检测方法具有现实意义。根据极性化合物分子的含量与油脂的介电特性有关，可以采用简单的物理方法检测油脂的介电特性，从而确定油脂的品质。

Hagura等进行了大豆油油炸过程介电常数的测定，得出了介电常数与油脂的酸价、密度及相对黏度均有显著的相关性，建议把介电常数作为油脂等级评价的新指标。秦文等研究指出，大豆油介电常数和电导，分别与酸值、过氧化值及色度3项品质指标之间均存在一一对应的线性相关性，可以用介电常数和电导来评价大豆油的品质。陈慰宗等提出利用介电常数测定来反映食用油的质量。王东等分析了环境温度与罐贮菜籽油酸值、过氧化值等之间的关系，以了解存油品质变化规律。本研究分析了菜籽油经过不同温度处理后室温存放一定时间时，油品质指标与介电特性参数之间的相关性，以期为食用油脂品质无损检测设备的研发提供依据。

一、菜籽油高温加热储存期间品质指标的变化

菜籽油过氧化值随着温度的升高先增大后减小，随储存时间的延长而增大。随着加热温度的升高和储存期的延长，菜籽油酸值、皂化值、羰基价增大，碘值缓慢降低。

二、菜籽油储存期间介电参数的变化

菜籽油在储存期间阻抗呈现上升的趋势，第4天和第5天的数据明显高于前3天，同时，随温度的升高阻抗也呈现上升的趋势，说明高温加热改变了菜籽油内部束缚电荷所形成的电场，表现在宏观上阻抗升高。菜籽油在整个储存过程中，电容与阻抗的变化趋势相反，菜籽油的电容值随着储存时间的延长而降低，同时随着温度的升高，电容值也降低。菜籽油高温加热后整个储存过程，电感随着储存时间的变化并不明显，随着时间的延长而略有升高，随温度升高电感增大。

三、菜籽油品质与介电参数的相關关系分析

不同温度下菜籽油理化指标与介电特性的相关关系：

菜籽油过氧化值与介电参数之间有相关意义。在150℃和170℃下，过氧化值与阻抗、电容和电感的相关性都较好，达到显著水平。在210℃条件下过氧化值与阻抗的相关性变弱，在230℃下过氧化值与电感的相关性最弱。

介电参数与酸值之间的相关系数排序是电容＞阻抗＞电感，随温度升高相关性降低。酸值与电感的相关性不显著。与碘值相关性最好的介电参数是电容，相关系数都在0.9之上，碘价与电感的相关性不显著。

皂化值与介电参数的相关性变化较大。在150℃时，皂化值与3个介电参数的相关性不显著。在高温段，皂化价与阻抗、电容的相关性达到显著水平。在230℃下，皂化价与阻抗和电容的相关系数达到最好。

与羰基价相关性最好的介电参数是电容，最好的相关性出现在190℃，在210℃羰基价与电感的相关性不显著。菜籽油品质指标与电容的相关性最好，在每个温度点上其相关性都高于另两个介电参数。菜籽油品质指标与电感之间的相关性较差。

四、菜籽油品质指标与介电特性参数之间关系模型的建立与验证

选取国家标准中菜籽油理化指标的3个检测值过氧化值(POV)、酸值(AV)及羰基价(CV)为品质参数，电感值(L)、电容(Cs)和阻抗(Z)为介电参数，考虑试验过程的温度和贮藏时间等因素，建立对应的回归方程组，代入试验样品数据，推导而得的计算值之差，过氧化值误差在?.2mmol/kg之内，酸值误差在+0.2之内，羰基价误差在0.1到+0.2mmol/kg之内，都在设计的容许误差范围之内，进一步验证了建立的方程组的正确性。

五、讨论与结论

油脂中含有大量不饱和脂肪酸，随加热的开始氢过氧化物先增加，到一定时间后氢过氧化物分解成醛、醇等。因此，过氧化值有短时下降。随着加热时间的延长，热氧化作用占优势，产生大量的过氧化物使过氧化值急剧上升，当达到一定数量时，又发生热分解、热聚合生成醛、酮、醇、环氧化物等，过氧化值又缓慢降低。由此可见，植物油过氧化值较低时，有害物质含量不一定低，由此引起的介电参数的变化规律性不强。因此判断油脂品质不能单凭过氧化值的大小，还应参考颜色、酸值、碘值等指标。

在1kHz频率、1V电压及1mA电流的测试条件下，本试验中菜籽油随着加热温度的升高和储存时间的延长，电感阻抗上升，电容下降，品质指标中过氧化值、酸值、皂化值及羰基价均呈上升趋势，碘值降低。菜籽油的介电特性参数电容、阻抗与电感值与国标中的品质指标过氧化值、酸价及羰基价具有较好的线性相关关系，其实际测量值与计算值的误差在允许范围内，可以实现菜籽油品质的快速检测。

菜籽油经过高温加热贮藏后，其品质开始下降，过氧化值先增大后减小，酸值升高，碘值降低，皂化值变大，羰基价变大，品质变差。对同样的油样用LCR仪测量其介电参数，可以发现，阻抗上升，电容下降，储存时间越长，电感越大。三个介电参数之中，与品质指标相关性较好的是电容，较弱的是电感。只是极化程度还受温度、频率及物质本身的结构和性质等综合因素的影响，情况很复杂。食用油的主要成分是各种脂肪酸和甘油。当受到光、热等因素的影响时，这些成分极易因发生各种化学反应而引起油脂质量劣变。油品质的评价方法已有很多报道，但还没有形成一种公认的检测方法。理化指标的测定是必要的，在欧洲极性化合物总含量被广泛作为评价食用油脂品质的指标，日本主要采用酸值、聚合物及感官指标。在我国新的国家标准中，食用油的极性化合物成分是品质检测的关键指标。□

（作者单位：信阳市质量技术监督检验测试中心）

参考文献：

[1]秦文，薛文通．基于介电特性的大豆油加热过程中品质无损检测技术的研究．中国农业大学学报，2009，14( 3) :81-85

[2]飞思科技产品研发中心．MATLAB7辅助控制系统设计与仿真．电子工业出版社，2005:273-291

[3]王东，蔡庸加，熊卫国，等．罐存菜籽油全年品质变化规律的研究．粮食储藏，2007，38(1):35-38．