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(吉林省通化市粮油卫生检验监测站,吉林 通化 134000)
摘要:探讨利用近红外光谱技术快速测定食用油中的脂肪酸含量。在实验中采用气相色谱法对45个食用油样品中的硬脂酸、棕榈酸、油酸含量进行测定,同时根据45个食用油样品的近红外线光谱结合模型优化方法来建立起食用油中主要脂肪酸含量的近红外定量分析模型,由此建立起一个可以定量分析食用油脂肪酸含量的快速简便的检测途径,因而极具良好的应用前景。
关键词:近红外光谱;食用油;脂肪酸含量
中图分类号:S565.1文献标识码:A
近红外光谱分析技术,其主要是利用近红外谱区所包含的全部物质信息,其主要是应用于有机物质定性和定量分析的一种分析技术。最近几年,近红外光谱分析技术在检测中可采取多组分测量以及在线检测等先进技术,因而成为农产品以及食品品质检测分析的主要技术手段。而本文研究的目的便是建立起快速、有效、简便的食用油定量分析方法,以此来对食用油中主要成分含量进行精确检测。
1实验仪器与材料部分
1.1实验仪器与试剂
近红外光谱仪为VECTOR22/N(BRUKER仪器公司);气相色谱仪为HP6820(Agilent科技公司)。脂肪酸标品:硬脂酸、棕榈酸、油酸(色谱纯,Sigma);三氟化硼-甲醇溶液(Sigma,14%,w/v);试剂为正己烷、甲醇、氯化钠、苯等。
1.2实验材料
食用油脂肪酸定量分析样品:实验样品均由不同批次、不同品牌的食用油样品组成;45个样品以及有3种主要的脂肪酸含量(硬脂酸、棕榈酸、油酸)均由专业机构提供。而所有的脂肪酸含量均按国际标准进行(气相色谱法)测定。
2食用油近红外光谱采集方法
2.1采集仪器标准
本研究的光谱分析与品质检测设备均购买的VECTOR22/N近红外光谱仪(BRUKER仪器公司)。所采集的近红外全谱:其分辨率为9cm-1,光谱波数范围为3000cm-1 ~ 13000cm-1。所有食用油样品扫描均重复32次,采样点为1089个。实验中均采用液体光纤探头采样(其光程为2mm)。实验中使用的食用油样品均未经任何化学处理。
2.2采集方法
首先将光纤探头直接插入食用油样品小瓶里,对其进行逐一扫描,在每次测量前均清洗光钎探头(清洗液为石油醚),这样可有效出现样品间的交叉污染。通过扫描食用油样品的近红外光谱见图1。
图1食用植物油样品近红外光谱图
3实验结果与分析
3.1气相色谱法检测食用油中3种不同脂肪酸含量
本实验研究所使用的近红外光谱分析技术中的定标建模样品均为专业制作的定标样品,这样可以影响建模型的准确性与适用性。基于样品的近红外光谱的差异性,我们实验的定标集以及预测集均采用duplex法进行划分,划分的比例:定标集:预测集样品=3:1,本实验的定标集样品30个,预测集样品15个,经检测样品中的脂肪酸含量分布见表1。
表1 3种脂肪酸含量定标集—预测集分布(%)
脂肪酸 定标集 预测集
硬脂酸 1.9 ~ 5.2 2.3 ~ 4.5
棕榈酸 5.5 ~ 16.7 8.4 ~ 15.2
油酸 21.5 ~ 80.1 28.2 ~ 72.9
从3种脂肪酸含量定标集—预测集分布比例可以看出,预测集样品的浓度范围明显小于定标集样品的浓度范围。
3.2近红外定量分析模型
本实验中的近红外光谱定量分析模型均使用偏最小二乘法进行分别建立,且均通过模型优化(其中主要包括光谱预处理方法比较以及谱区的选择)。模型的评价指标为:最佳的成分数(nf);相关系数R;预测标准差(RMSEP);交叉校验定标标准差(RMSECV)。详细的建模结果见表2。
表2 近红外定量分析3种脂肪酸模型
脂肪酸 模型优化方法 nf R RM-SEP RMSECV
硬脂酸 6102.7 ~ 5400cm-1 7 0.985 0.132 0.133
棕榈酸 7502.7 ~ 5400cm-1 9 0.988 0.584 0.418
油酸 12493.7 ~ 6086cm-1 8 0.993 1.708 1.724
从表2中可看出,整个模型中相关系数R值是最高的,而RM-SEP与RMSECV值均比较低,因而显示出本实验模型具有较好的预测效果。
4 结论
通过本实验的研究证明:采用近红外光谱法对食用油中3种含量较高的脂肪酸进行快速检测是具有可行性的。此方法可对食用油中3种脂肪酸含量采取近红外光谱来建立定量分析模型,而且在检测过程中可将同一样品进行多组分检测,进而将检测的时间缩短到1.5min左右,可有效提高检测效率[3]。因此,采用近红外光谱技术能够快速、简便地测定食用油中的脂肪酸含量,具有良好的市场应用前景。
参考文献
[1]严衍禄,赵龙莲,韩东海,等.近红外光谱分析基础与应用[J].北京:中国轻工业出版社,2005(12).
[2]陆婉珍,袁洪福,徐广通,等.现代近红外光谱分析技术[M].北京:中国石油化工出版社,2000.
[3]吴静珠,刘翠玲,陈岩,等.基于近红外光谱和系统聚类法的样品分类方法研究[J].农机化研究,2008(11):143-153.
作者简介:刘凤英(1958-),女,汉族,吉林省长岭县,高级工程师,大学本科,研究方向:粮油检测。