石　磊，劉志龍，趙柯瑩，李晉紅

(太原科技大學 應用科學學院，山西 太原 030024)

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利用紅外吸收光譜法分析食用植物油的有害物質*

石磊，劉志龍，趙柯瑩，李晉紅

(太原科技大學 應用科學學院，山西 太原 030024)

摘要：實驗通過紅外吸收光譜法測定了4種食用植物油的吸收光譜并進行比較分析。通過實驗分析、對比數據發(fā)現(xiàn)，不同食用植物油在4 000 cm～500 cm-1范圍內的紅外吸收光譜基本相同，在3 008、2 925、2 854、1 747、1 465、1 376、1 164、723 cm-1處均出現(xiàn)相似的吸收峰。說明不同種類的食用植物油的主要成分大致是相同的，但是各種食用植物油紅外吸收光譜特征峰的相對強度又有所不同，說明它們的不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸及甘油三酯等主成分的含量有所不同，飽和脂肪酸和甘油三酯攝入過多，會對身體產生很嚴重的危害，利用紅外吸收光譜法可簡便、快捷分析食用油植物的有害物質。

關鍵詞：食用植物油；紅外吸收光譜；有害物質

食用植物油是我們生活中必不可少的必需品之一，它主要由飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸和甘油三酯組成。其中飽和脂肪酸和甘油三酯的攝入過多會對人體產生很多危害，嚴重危害健康。分析這些成分的含量對食用植物油的有害物質研究有著重要的意義。物質的紅外吸收光譜包含有豐富的信息，對于一個混合物體系，其紅外吸收光譜是體系中所含各種基團譜峰的疊加。混合物組成的變化，將直接導致分子振動光譜整體譜圖的變化，但仍能保持其譜圖的宏觀指紋性，因此紅外吸收光譜越來越多地應用于動、植物藥物和食物的真?zhèn)蝺?yōu)劣鑒別。2011年何優(yōu)選等人對食用油品質的紅外吸收光譜進行了分析[1]；Firestone等利用近紅外光譜儀測定棕櫚油中極性組分的含量，發(fā)現(xiàn)紅外光譜的變化非常顯著，特別是在羥基團和醛基團的吸收區(qū)域(4700-00 cm-1)，光譜的變化更是顯著[2]；2005年Vincent等將傅立葉變換拉曼光譜與中紅外光譜結合，使用聚類分析的方法檢測橄欖油中的榛子油含量[3]；2007年范璐等人利用傅里葉變換紅外吸收光譜進行了識別五種植物油的研究[4]；2011年蘇德森，陳涵貞，林虬對花生油、大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油分別進行加熱試驗，采用氣相色譜法測定其不同加熱溫度和不同加熱時間脂肪酸組成,分析研究食用油中反式脂肪酸形成和變化特點及其影響因素[5]；2012年暨南大學的謝夢圓等對地溝油和食用植物油近紅外吸收光譜進行了研究[6]；2014年耿響，楊麗芳，李剛對近紅外光譜快速檢測技術在食用油領域的應用進行了研究[7]；綜上所述，紅外光譜法是檢測食用植物油的可靠的方法之一。紅外吸收光譜可以顯示物質的化學組成和分子結構等信息，同時，也可以監(jiān)測或分析化合物的存在與含量，應用范圍甚廣。本文選取了玉米油、大豆油、葵花油、稻米油，利用傅里葉變換紅外光譜儀，測定了它們的紅外吸收光譜，得到了一些利用紅外吸收光譜鑒定食用植物油有害物質的結論。

1實驗部分

1.1儀器和試劑

北京瑞利分析儀器公司(原北京第二光學儀器廠)的WQF-510型傅里葉變換紅外光譜儀。(可拆卸式液體池、KBr鹽片)。無水乙醇。

1.2實驗條件

檢測器測定范圍4 000 cm～400 cm-1，分辨率1 cm-1，掃描次數累加32次。

1.3樣品及來源

選擇4種食用植物油作為分析樣品，樣品編號、生產工藝、質量標準等基本情況如表1所示。

表1　4種食用植物油基本信息

1.4實驗過程

取適量食用植物油樣品于2片干凈的KBr鹽片中間，小心轉動鹽片，使食用油形成均勻液膜，固定好后放入紅外光譜儀樣品架上，在設定條件下測繪樣品紅外吸收光譜，對光譜進行標準化處理，得到樣品的紅外吸收光譜圖。

2結果與討論

各種食用油在4 000 cm～400 cm-1之間的紅外吸收光譜如圖1所示。由圖1可知，選取的4種食用植物油，在4 000 cm～400 cm-1范圍內的紅外吸光譜基本相同，表現(xiàn)在3 008 cm-1有不飽和碳的C-H伸縮振動峰，在2 925、2 854 cm-1處有飽和碳的C-H伸縮振動峰，在1 747 cm-1處有C=O伸縮振動峰，在1 465、1 376 cm-1處有亞甲基的彎曲振動峰，在723 cm-1處有碳鏈骨架振動峰，在1 164 cm-1處有甘油三酯中C-O伸縮振動峰。各食用植物油紅外光譜出現(xiàn)的特征峰數、峰位和峰形基本相同，說明不同種類的食用植物油的主要組分是相同的。

圖1　4種食用植物油的紅外光譜圖(4 000 cm-1～400 cm-1)

各種食用油紅外吸收光譜中特征吸收峰的強度以吸光度表示見表2。

表2　各食用油紅外吸收光譜中特征吸收峰的強度(以吸光度值表示)

注：A3008表示波數為3 008 cm-1吸收峰的吸光度

表3　各食用植物油紅外吸收光譜中特征吸收峰的相對強度

各食用油紅外吸收光譜中特征吸收峰的強度用吸光度值表示如表2所示，根據其特征吸收峰的吸光度值，以其本身的C=O伸縮振動峰(波數為1 747 cm-1)強度為基準，計算其他特征吸收峰的相對強度見表3。由表3的數據可知，盡管各食用油的紅外吸收光譜基本相同，但它們的特征吸收峰的相對強度卻是有所差異的。3 008 cm-1為不飽和碳的C-H伸縮振動峰，稻米油的相對強度最大，葵花油、大豆油次之，玉米油最小，說明這些油中不飽和脂肪酸的含量依次減小。2 925 cm-1和2 854 cm-1為飽和碳的C-H伸縮振動峰，大豆油、玉米油較強，說明這2種油中飽和脂肪酸的含量較高，1 465 cm-1和1 377 cm-1為亞甲基的彎曲振動峰，稻米油較強，說明這種油亞甲基含量較高即脂肪酸的碳鏈較長，其723 cm-1碳鏈骨架振動峰相對較強也說明了這一點。1 164 cm-1處是甘油三酯中C-O伸縮振動峰，稻米油較強，說明這種油的甘油三酯含量較高。

3結論

本實驗選取的4種食用植物油的紅外吸收光譜相似，出現(xiàn)的特征峰數峰位和峰形基本相同，說明不同種類食用植物油的主要組分是相同的，各種食用油紅外光譜特征峰的相對強度又有差異，說明它們的不飽和脂肪酸，飽和脂肪酸及甘油三酯等主成分的含量又有所不同。實驗中選取的稻米油含有的不飽和脂肪酸和甘油三酯相對強度最大，大豆油和玉米油的飽和脂肪酸的相對含量比較高。其中不飽和脂肪酸對促進人體的健康有著極為重要的意義，它有著調節(jié)血脂、清理血栓、調節(jié)免疫等功效。但是飽和脂肪酸攝入過多，會導致血膽固醇、三酰甘油、LDL-C升高，繼發(fā)引起動脈管腔狹窄，形成動脈粥樣硬化，增加患冠心病的風險。根據實驗結果分析，有害物質在所選取的食用植物油中均有分布，不同的有害物質在不同的食用植物油中相對含量有所不同。

參考文獻

[1]何優(yōu)選，梁奇峰.食用油品質的紅外吸收光譜分析[J].化工技術與開發(fā),2011，40(6):32-34.

[2]Firestone D,Stier R,Blumenthal M.Regulation of Frying Fats and Oils[J].Food Technology,1991(45):90-94.

[3]Baeten V,Pierna J A F,Dardenne P,et al.Detection of the Presence of Hazelnut Oil in Olive Oil by FT-Raman and FT-MIR Spectroscopy[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2005(53):6201-6206.

[4]范璐，王美美，楊紅衛(wèi)，等.傅里葉變換紅外吸收光譜識別五種植物油的研究[J].分析化學研究簡報，2007(3):309.

[5]蘇德森，陳涵貞，林虬.食用油加熱過程中反式脂肪酸的形成和變化[J].中國糧油學報，2011(26):69.

[6]謝夢圓，張軍，陳哲，等.地溝油的近紅外光譜分析鑒別[J].中國油脂,2012(36):80-83.

[7]耿響，楊麗芳，李剛.近紅外光譜快速檢測技術在食用油領域的應用[J].江西農業(yè)學報,2014(26):102.

Analysis of Harmful Substances in Edible Vegetable Oils by Infrared Absorption Spectrometry

Shi Lei, Liu Zhilong, Zhao Keying, Li Jinhong

(SchoolofAppliedScience,TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,TaiyuanShanxi030024,China)

Abstract:The absorption spectra of 4 edible vegetable oils are determined by infrared absorption spectroscopy and compared with the experimental results. Through the experimental analysis and comparison, the infrared absorption spectra of different edible vegetable oils in the range of 4 000 to 500 cm-1are basically the same, and the similar absorption peak appears at all the points of 2 925, 2 854, 1 747, 1 465, 1 376, 1 164, 3 008 and 723 cm-1. That means the main components of different type edible vegetable oils are the same. But the relative intensity of the infrared absorption spectra of various edible vegetable oils is different, which shows that the main components such as unsaturated fatty acids, saturated fatty acids and triglycerides are not identical. So it means that the infrared absorption spectra can be used to make a simple and quick analysis on the harmful substances in edible oil.

Key words:edible oil; infrared absorption spectrum; harmful substances

收稿日期：2016-02-14

基金項目：國家自然科學基金(61405136)；太原科技大學2015年度大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目(xj2015001)；太原科技大學2014年校級研究生科技創(chuàng)新項目(20145009)

作者簡介：石磊(1992- )，男，山西長治人，專業(yè)：應用物理。

文章編號：1674- 4578(2016)03- 0012- 02

中圖分類號：TN219

文獻標識碼：A