FTIR技术在面粉品质检测中的应用

王香婷，金振国，李倩

（商洛学院 化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，陕西商洛　726000）

FTIR技术在面粉品质检测中的应用

王香婷，金振国，李倩

（商洛学院 化学工程与现代材料学院/陕西省尾矿资源综合利用重点实验室，陕西商洛726000）

利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）仪，采集40种面粉样品的红外谱图，对面粉中蛋白质、脂肪、糖类、淀粉等主要营养成分及添加剂进行分析。面粉的红外谱图中，蛋白质的特征峰在1657 cm-1、1543 cm-1左右处，脂肪的特征峰在2926 cm-1、1747 cm-1左右处，糖类的特征峰在1200～900 cm-1，3396 cm-1处，淀粉的特征峰在1647 cm-1、1416 cm-1处，过氧化苯甲酰特征峰在1200～1100 cm-1段内。不同品牌面粉中添加剂的含量差别较为明显，可直接通过红外谱图区分；面粉中各营养物质的含量差别不太明显，但二阶导数谱图差异较为显著，可间接区分。可见，FTIR技术可以快速地对面粉品质进行检测。

傅里叶变换红外光谱法（FTIR技术）；面粉；红外谱图；二阶导数

近年来，食品安全问题频发。三聚氰胺、苏丹红等事件被查处曝光后，引起了人们极大关注［1］。目前，对于食品安全检验的方法有色谱法等［2-3］，但存在重复性相对较差等缺点［4］。FTIR技术具有分析速度快、操作简便、无破坏等优点，国内外学者运用FTIR技术在茶叶、燕麦粉、大豆、花生等品种鉴别研究及蜂蜜、食用油、肉类等掺假研究方面做了大量的工作［5-10］。面粉是人类生活的必需品，人们不仅要求其口感好，有营养，而且在外观上要色泽白，这就导致了面粉中各种添加剂的出现，危害人类健康。因此面粉安全检测是一个不可忽视的问题。目前面粉中添加剂的检测方法多为定量分析，耗时耗力，而应用FTIR技术可快速、无损地对面粉品质进行分析，是面粉品质检测的一个重要创新。

1　材料与方法

1.1实验仪器与试剂

实验仪器与试剂见表1。

表1　实验仪器与试剂

1.2样品来源与分类

样品采自商洛学院校内食堂、校外小吃城、美食城及周边粮油店、饭店，西安市长安区西安财经学院食堂。分类见表2。

1.3采集条件

扫描范围：4000～400 cm-1；扫描次数：32次；分辨率：8 cm-1；实验将每种样品采集五个样本的平均谱图作为该样品的原始谱。

1.4实验方法与数据处理

将样品置于红外烘干箱中干燥，以样品和KBr质量比1：100充分研磨混合均匀后压片，进行FTIR测定，采用美国Thermo Flectron公司的OMNIC 8.0操作软件进行分析；二阶导数谱采取5点平滑。

表2　面粉样品

2　结果与分析

2.1相同品牌不同筋度面粉红外谱图分析

2.1.1五得利面粉

图1为五得利面粉的谱图。图1（a）中谱图2与谱图1相比，2927 cm-1处脂肪特征峰、1655 cm-1处蛋白质特征峰均有所降低，即高筋面粉中脂肪、蛋白质的含量明显高于低筋粉；3392 cm-1与1200～900 cm-1处糖类特征峰无明显区别，即高筋粉中糖类含量与低筋粉中无太大差别。谱图1与2、3相比，1200～1000 cm-1区域内过氧化苯甲酰特征峰高低有所不同，即添加的增白剂的量有所不同。从图1（b）可以看出在1100～1000 cm-1段中谱图1出现的尖峰与谱图2、3形成明显对比，容易辨别。在860～765 cm-1区域内谱图3出现了与谱图2不同的峰，可以明显区分。

图1　五得利面粉谱图

2.1.2陕富面粉

图2为陕富面粉谱图。图2（a）中谱图2、3中2933 cm-1处脂肪特征峰基本持平，但谱图1中2933 cm-1处脂肪特征峰稍有降低；谱图1、2、3在1662 cm-1处蛋白质的特征峰高度依次降低；说明低筋、普通粉中脂肪含量相当，且高于高筋粉中脂肪含量；高筋、低筋、普通粉中蛋白质含量依次减少；由谱图1、2、3中3374 cm-1处、1500～1410 cm-1段糖类、淀粉的特征峰可得出：三个样品中所含糖量和淀粉量基本持平；过氧化苯甲酰特征峰无明显差别，说明三个样品中增白剂含量基本相同；图2（b）在1135 cm-1处谱图2出现了与谱图1、3不同的峰，除1068 cm-1和877 cm-1两处，其他区域谱图1、3均有明显不同，故可以明显区分。

图2　陕富面粉谱图

2.1.3雪花面粉

图3为雪花粉谱图。图3（a）中谱图1、2、3 在2933 cm-1处和1650 cm-1处脂肪特征峰基本持平，蛋白质特征峰高度依次降低，说明低筋、普通粉中脂肪含量相当，蛋白质含量依次减少；由谱图1、2、3中 3386 cm-1处、1500～1410 cm-1段糖类、淀粉的特征峰可得出：三个样品中所含糖和淀粉量基本持平；谱图1、2、3 在1200～1110 cm-1段内过氧化苯甲酰特征峰无明显差别，说明三个样品中增白剂含量基本相同；图3（b）在1137 cm-1处谱图1出现了尖峰而谱图2、3未出现，可以辨别；在992 cm-1、860 cm-1处谱图2、3明显不同，即低筋粉、普通粉可直接辨别。

图3　雪花面粉谱图

2.2相同筋度不同品牌面粉红外谱图分析

2.2.1高筋面粉

图4为不同品牌高筋粉谱图。图4（a）中谱图3 在3392 cm-1处糖类特征峰微高于谱图1、2、4、 5，说明千雪含糖量微高于其他四个品牌；谱图1、2、3、4、5在2926 cm-1处脂肪的特征峰无明显差别。图4（b）中在1069～946 cm-1段谱图1与谱图2、3、4、5明显不同，故可以明显区别，谱图2、3、4、5在除1069、946、862 cm-1处其他区域峰都有所不同，可以明显区分。

图4　不同品牌高筋粉谱图

2.2.2低筋面粉

图5为不同品牌低筋粉谱图。图5（a）中谱图2、4中2931 cm-1处脂肪特征峰稍低，谱图2、3、4在1658 cm-1处蛋白质的特征峰高度无明显差别，但都比谱图1在1658 cm-1处的峰高稍低，说明恒天、陕富比董白、雪花粉中脂肪含量微高；恒天中蛋白质含量高于其他三个品牌，其他三个品牌中蛋白质含量相当。谱图1中3427 cm-1、1162 cm-1处糖类、过氧化苯甲酰特征峰高于谱图2、3、4，即恒天的含糖量、增白剂高于其他品牌；1500～1410 cm-1段淀粉的特征峰无明显变化，故四个品牌淀粉含量相当。图5（b）中谱图1、2、3、4在除1209、1137、1070、1008、946 cm-1处峰都有所不同，故可以明显区分。

图5　不同品牌低筋粉谱图

2.2.3普通面粉

图6为不同品牌普通粉谱图。图6（a）中谱图1、2中3427 cm-1、1162 cm-1处糖类、过氧化苯甲酰特征峰稍低于谱图3、4，即金象、千雪中的含糖量及增白剂低于千雪、五得利；谱图3在1658 cm-1处蛋白质的特征峰稍高于谱图1、2、4，且谱图1、2、4在1658 cm-1处蛋白质峰高无明显差别，说明千雪中蛋白质含量高，其他三个品牌蛋白质含量相当。1500～1410cm-1段淀粉的特征峰无明显变化，故四个品牌淀粉含量相当。从图6（b）中可直观看出谱图 1、2、3、4在除 1135、1189、987、 946、862 cm-1处峰都有所不同，谱图1、2、4在862 cm-1处出现的尖峰不同于谱图3，可以直接区分。

3　结论

面粉的基本成分是稳定的，所以40种样品的红外光谱有很大的相似性，光谱中有很明显的淀粉、糖类、蛋白质、脂肪和增白剂吸收峰。而面粉品质不同的根本原因在于面粉中各类有效成分含量的不同。红外光谱中1657、1543 cm-1左右，2926、1747 cm-1左右，3396、1647、1416，1200～1100 cm-1处各个特征吸收峰的细微差异很好地证明了这一点，二阶导数谱的差异为不同品质面粉的鉴别提供了更进一步依据，使得FTIR技术用于面粉品质鉴别成为可行的科学方法。

图6　不同品牌普通粉谱图

［1］宣伟，王军，汪秀月，等.食品安全检测技术研究进展［J］.肉类研究，2011，25（9）：47-51.

［2］LEHOTAY S J.Application of gas chromatography in food analysis［J］.Trends in Analytical Chemistry，2002，21（9/10）：686-697.

［3］王会峰，冯书惠，贾斌.香菇中40种农药残留量的气相色谱法测定［J］.食品科学，2010，31（20）：335-341.

［4］何文涛.老鹳草不同产地的红外光谱分析与鉴定［D］.哈尔滨：哈尔滨商业大学，2012：3.

［5］JEFF I B，YUAN X W，SUN L，et al，Purification and invitroanti-proliferativeeffectofnovelneutral polysaccharides from Lentinus edodes［J］.International JournalofBiologicalMacromolecules，2013，52（1）：99-106.

［6］周旭章，彭昕，张慧恩，等.利用傅里叶变换红外光谱法分析燕麦片的品质［J］.中国粮油学报，2011，11（26）：110-114.

［7］高华娜，郝雪娟，关颖.傅里叶变换红外光谱法快速测5个品种大豆的主要组分［J］.光谱实验室，2011，28（1）：79-81.

［8］王志嘉，赵延华.傅里叶变换红外光谱法对掺假橄榄油的快速鉴别［J］.理化检验-化学分册，2012，48（7）：785-788.

［9］邓月娥，周群，孙素琴.FTIR光谱法与奶粉的品质分析［J］.光谱学与光谱分析，2005，25（12）：1972-1974.

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（责任编辑：张国春）

Application ofFTIR Technology in Flour Quality Detection

WANG Xiang-ting，JIN Zhen-guo，LI Qian
（College of Chemical Engineering and Modern Materials/Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources，Shangluo University，Shangluo726000，Shaanxi）

With 40 collected kinds of flour samples，Fourier Transforminfrared Spectroscopy（FTIR）spectrometer is used to compare the samples.From the infrared spectra，the characteristic peaks of protein areat about 1657 cm-1，1543 cm-1，the characteristic peaks of fat，at 2926 cm-1，1747 cm-1，the characteristic peaks of carbohydrate at 3396 cm-11200～900 cm-1and the characteristics peaks of starch，at1647 cm-1，1416 cm-1，the special sign peak of benzoyl peroxide，at 1200～1100 cm-1period. The difference of additives content in different brands of flour are more obvious，it can be directly distinguished through the infrared spectra；the nutrient matter in different flour is not obvious，but second derivative spectrum is more significant，and distinguish indirectly.So，FTIR technique is very convenient to detection of the quality of flour.

Fourier Transform Infrared Spectroscopy（FTIR technology）；flour；infrared spectra；second derivative spectra

O657.33

A

1674-0033（2016）04-0027-05

10.13440/j.slxy.1674-0033.2016.04.008

2016-04-24

洛南县科研基金项目（LK-2014-3）；商洛学院教育教学改革研究项目（14JYJX107）

王香婷，女，陕西西安人，硕士，讲师