杨 艳,梁 美
(黔南民族师范学院化学化工学院,贵州 都匀 558000)
食用油是一种高分子化合物甘油三酯, 在水解后可分解成为脂肪酸和甘油, 可为人体生命活动提供能量,是人类生命活动必需的物质之一[1]。 随着人们生活水平的提高,我国食用油消费持续增长。但随着其用量的增长, 部分不法商贩趁机在食用油生产上做文章。不法商家为了降低生产食用油的成本,将成品油与地沟油或其它廉价劣质油混合使用。 在部分地区甚至存在从餐饮业油水分离系统或下水道中打捞油脂漂浮物进行二次或多次加工制成伪劣油脂的情况,其中炸老油、劣质动物油脂也包括在内[2],还有一些不法商贩将矿物质油与食用油混合售卖。 这种掺假的劣质油脂不符合国家标准, 食用后会对人体造成极大的危害。同时,伪劣食用油还有可能带来别的有害物质,如矿物质油、重金属(如铅、砷[3])、多环芳烃(如萘、蒽、菲、芘等)[4],含醛基、酮基、羰基及羧基等的极性物质[5]。针对伪劣食用油的检验研究方法有多种,各有优缺点,笔者对常用检测方法进行了分析和研究,以期找到快捷简便的检测方法,从而在节约人力物力条件下高效地完成检测, 适应现场快速检测需要。
1.1.1 皂化法
当碱加入到食用油(植物油)中会出现严重的皂化现象,加水后会变浑浊。 喻晴等[6]研究发现,矿物质油遇碱不会发生皂化反应, 但会有明显的分层现象, 因此可用这一方法来检测食用油中是否掺有矿物质油。此法简单且操作简便,使用的试剂少且便于携带,尤其适用于现场的快速检测,但是此法只能进行定性分析,不能进行定量分析,并且只能分辨植物油与矿物油, 对于成分复杂的劣质食用油无法有效检测。
1.1.2 比色法
过氧化值是食品卫生检验中重要指标之一[2]。人体摄入的过氧化脂质过多, 就会导致细胞衰老速度加快、动脉粥样硬化甚至癌变等现象发生[7]。 陈蕾等[2]提出,在测定氧化指数时,可采用比色法对伪劣油脂中不同成分的比例和结构进行快速、 定性和半定量的检测、分类和分析,可控制油脂中的有害成分且可以为工业化精炼提供参考。 该法利用甲醇和氯仿溶解样品后,样品中的过氧化物与Fe2+反应,生成Fe3+,利用SCN-作为显色剂,根据Fe3+与SCN-生成的红色络合物的颜色深浅,与标准色卡对比,从而大致判断伪劣食用油中的过氧化值。
比色法可以进行半定量分析, 粗略地判断油脂的过氧化值进而大致了解食用油的伪劣程度, 此法操作简单,利用色卡即能得出结果,携带的试剂少,可以用于现场快速检测,但半定量分析准确度较差,若需要准确的结果,还需进一步检测其他项目。
1.2.1 色谱分析法
色谱分析法可以用于检测伪劣食用油中的有机物成分,通过检测伪劣食用油中典型成分的含量,可以快速的判断伪劣食用油的质量。 比如黄曲霉毒素(一种天然的致癌物[8])是检测伪劣食用油的重要成分之一,尤其采用HPLC 法可以快速检测其含量。由于不同物质的保留时间不同, 通过保留时间以及峰值可以对不同物质进行定性和定量, 利用检测器将浓度或者质量随时间的变化转变为电信号, 最终可分析测定出被测组分的含量。 PLC 不仅能检测出黄曲霉毒素,还能检测伪劣食用油中的抗氧化剂、多环芳烃等有害成分。
色谱法既可以定性又可以定量, 具有高灵敏度的特点,可以检测出极其微量的成分。同时此法极其高效,检测时间短,可以快速检测出成分含量,适用于伪劣食用油的快速检测。 但此法需使用高效液相色谱仪,仪器体积较大需要定期维护,不便携带,不适合现场检测分析, 同时应提前对伪劣食用油的典型成分进行研究,确定主要的检测成分后,再利用典型成分进行判断,这样能更加快速地得到检测结果。
1.2.2 光学分析法
利用油脂在红外光谱的特征吸收峰的相对强度存在显著差异,且合格食用油的不饱和度较高(即不饱和脂肪酸含量比伪劣食用油高)的特点,可通过检测区分出合格食用油与煎炸油、 潲水油等伪劣食用油, 在食用油掺假和煎炸过程变劣质的监测和检测中广泛应用。 李易文等[9]使用傅里叶变换红外光谱法(FTIR),采用聚乙烯等介质作为薄膜,再将油样涂抹在聚乙烯薄膜上,通过油脂特征峰进行测定。可用此法对食用油中地沟油掺假情况进行检测, 对油脂氧化后羰基值、油脂过氧化值进行定量分析[10-11]。
紫外-可见分光光度法利用各组分具有特定吸收峰特点,检测区分食用油与伪劣食用油。李辰等[12]研究发现,油脂的吸收峰在可见光区(350~700nm)中较为集中,一些食用油和生物柴油在波长为360 nm以下时有吸收峰,其吸光度随波长增加而减少。但当波长达到400 nm 以后发现其吸光度趋于平缓。 潲水油、老油、餐馆再生油等波长大于400nm,老油可达450 nm,相比之下老油的颜色较深。 伪劣食用油的最大吸收峰值可达700 nm, 潲水油更加严重,高达800 nm。除FTIR 外,也可以用可见光分光光度法检测油脂氧化后的羰基值。 羰基值的国标法检测即是在比色法对碱条件下生成的腙类显色物质定量检测的基础上进行检测[9]。 油脂氧化后生成氢氧化物,进一步分解成醛类、酮类等羰基化合物[13]。
核磁共振(NMR)技术如今被广泛应用于各种食物的检测和研究。 至今已经有很多的报道指出研究人员利用核磁共振技术检测伪劣食用油。 从各种的报道文献上可发现, 现有的核磁共振检测技术主要有两种: 一种是通过高场谱仪, 检测食用油中的1H、13C、以及31P 等主要组成原子,对其进行一维或二维分辨图谱采集和分析, 用多变量统计方法和数据库对比来对不同种类的油样进行鉴别[14];另一种方法是研究人员用低场核磁,观测食用油中1H 的T2弛豫信号差异,结合主成分分析(PCA)方法来对油样掺假情况进行判断[15-16]。 但在实际使用中,上面两种方法都存在一定的不足之处。例如,第一种需要用到高场核磁共振仪,仪器昂贵,检测成本高、周期长,并不能准确检测分析出一些油样[17]。 对于第二种方法说来,由于常见油样(包括正常和非正常油样)的1HT2弛豫的差异并不大,简单检测食用油中的1H 的T2弛豫往往导致无法做到食用油区分与鉴别[18-19]。
由此可见,可以利用紫外-可见分光光度法、红外分光光度法等来检测食用油是否为潲水油、 老油和餐馆再生油,分析快速、操作相对简单。 核磁共振仪器较为大型且维护要求高,适用范围相对较小,以上仪器都不便于携带,不适合现场分析,适合在实验室内检测。 相比较而言,红外、紫外-可见分光光度法使用较为广泛。
1.2.3 电化学分析法
相比用比色法测过氧化值,电导率法更加快速、准确。 王思阳等[20]取植物油样本用去离子水提取其中的可电离物质, 用电导率仪去测定去离子水中的电导率值,由于各类植物油的电导率值大有不同,可根据其电导率建立模型, 为食用油的氧化快速分析检测提供思路[21]。 合格食用油的电导率小于18 μS/cm,但是劣质的油品的电导率甚至可大至179.5 μS/cm,掺假油品其电导率则介于两者之间[22],由上可知,可以利用电导率法检测出伪劣食用油。电导率法操作简单,仪器方便携带且价格低廉,但检测成分单一,适用于现场快速检测。
1.2.4 其它分析法
电子鼻法是一类化学技术与仿生技术相结合的检测方法,产生于20 世纪80 年代。它可以利用所获取的嗅觉信号, 对样品中的组分进行定量和定性分析,也可用于食用油的检测。这是因为电子鼻的传感器对氧化油的挥发性响应与非氧化油的响应有很大的不同。胡国梁等[22]采用电子鼻技术结合聚类分析、主成分分析和线性判断分析, 检测不同氧化程度食用油的气味,建立一种快速的脂肪氧化检测方法。结果表明,3 种模型的检出率均为100%, 充分证明了电子鼻对掺假食用油进行定性分析的可行性。
电子鼻较传统方法来说,具有高效、快速、准确度高及精密度强的特点,检测速度快、范围广,与其它技术相比有着很大优势,应用前景十分广泛。
在伪劣食用油的检测中,皂化法、比色法、电导率法等方法简单方便,仪器方便携带,虽然检测成分较为单一,精密度与准确度不高,但十分适用于现场快速检测;而色谱法、红外紫外分光光度法等方法,能更加准确快速地测定出某种或多种物质, 为伪劣食用油的检测提供更好的技术以及数据, 虽然此类大部分仪器只适合在实验室检测,且仪器昂贵,维修费用高昂,但其应用范围广,弥补了皂化法、比色法、电导率法等方法检测成分单一的缺点, 适合在伪劣食用油检测上长期使用。
作为现场快速检测而言, 电导率法以及电子鼻测伪劣食用油中的过氧化值是最常用以及最普遍的方法。 电子鼻不仅能快速、准确、定性地检测出伪劣食用油,且成本低、操作简单、方便携带。这类方法具有广阔的前景,若能将几种方法联合使用,将会大大提高伪劣食用油的检测效率。