蘆 鑫 黃紀(jì)念 杜靜芳 孫 強(qiáng) 李夢(mèng)琴

LU Xin 1，2 HUANG Ji－nian 1，2 DU Jing－fang 3 SUN Qiang 1，2 LI Meng－qin 3

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)副產(chǎn)品加工研究所，河南 鄭州 450002；2.河南省農(nóng)產(chǎn)品生物活性物質(zhì)工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450002；3.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450002）

（1.Institute of Agricultural Processing，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou，Henan 450002，China；2.Henan Engineering Research Centre of Bioactive Substances in Agricultural Products，Zhengzhou，Henan 450002，China；3.Henan Agricultural University Food Science and Technology Academy，Zhengzhou，Henan 450002，China）

芝麻香油具有營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特濃郁等優(yōu)點(diǎn)，是深受中國(guó)居民喜愛的風(fēng)味調(diào)和油。由于芝麻香油市場(chǎng)需求旺盛且價(jià)格高于普通食用油，因此將廉價(jià)食用油摻入芝麻香油或采用香精勾兌普通植物油制作芝麻香油的違法行為屢禁不止，嚴(yán)重?cái)_亂市場(chǎng)正常競(jìng)爭(zhēng)秩序，損害了消費(fèi)者的權(quán)益。為了保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益，建立快速、準(zhǔn)確、可靠、科學(xué)的芝麻香油摻假檢測(cè)方法極有必要［1］。

目前，檢測(cè)芝麻香油摻假的主要方法有色譜分析、光譜法、感官評(píng)價(jià)、顯色反應(yīng)等方法。其中色譜分析法采用評(píng)估甘三酯、脂肪酸組成來進(jìn)行鑒別，結(jié)果準(zhǔn)確，但操作繁瑣、處理時(shí)間長(zhǎng)，且成本高［2，3］。光譜法中包括紅外光譜和紫外光譜法，其利用油脂在紅外、紫外波段中的特征吸收，通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)建立定量檢測(cè)模型，從而應(yīng)用于防偽鑒別，這種方法雖然快速簡(jiǎn)便，但受儀器限制且不同來源樣品對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生干擾［4－6］。感官評(píng)價(jià)法雖然快速，但結(jié)果受主觀性影響，且操作人員需要專業(yè)培訓(xùn)，也不宜推廣。芝麻香油顯色法檢測(cè)摻偽是利用芝麻油中特征成分芝麻酚、芝麻素等木脂素化合物和顯色及發(fā)生特異性反應(yīng)，產(chǎn)生特征性顏色化合物，根據(jù)其顏色深淺來判斷芝麻香油的純度。其中顯色反應(yīng)法具有操作簡(jiǎn)便、快速、結(jié)果較可靠，且不需昂貴儀器設(shè)備。但目前顯色結(jié)果判斷多采用肉眼辨別，因此受主觀影響較大，但該方法具有簡(jiǎn)單快捷、成本低廉、受儀器限制小的特點(diǎn)，所以易于推廣，具有廣闊的應(yīng)用前景［7，8］。孫偉等［9］利用芝麻素與濃硫酸反應(yīng)生成橘紅色化合物，確定芝麻油的含量，但溶劑氯仿易揮發(fā)，需及時(shí)更換標(biāo)準(zhǔn)樣品，且氯仿毒性較大，對(duì)操作人的健康構(gòu)成威脅。因此，有人嘗試采用其他溶劑來溶解油樣。如郭寧等［10］采用三氟乙酸分別對(duì)芝麻香油、二級(jí)棉籽油、三級(jí)棉籽油、一級(jí)菜籽油、菜籽毛油顯色，反應(yīng)進(jìn)行10 min后，其顯示的顏色依次為黃綠、黃橙、暗紅橙、紅紫、暗紅橙色，顏色差別顯著，可以用于芝麻香油摻偽檢測(cè)。本研究擬在此基礎(chǔ)上開發(fā)出顯色速度快，不同油種顏色差異更明顯的三氯乙酸顯色法。

研究［11］表明芝麻香油的烘烤工藝與方式會(huì)影響最終產(chǎn)品的品質(zhì)。由于中國(guó)芝麻香油生產(chǎn)的工藝不統(tǒng)一，所以市面上芝麻香油的產(chǎn)品品質(zhì)存在差異。目前，尚未有生產(chǎn)工藝影響芝麻香油顯色反應(yīng)的報(bào)道。同時(shí)，顯色反應(yīng)的研究中多采用波長(zhǎng)掃描、語(yǔ)言描述，缺乏直觀與量化，需要引入新的顏色描述方式。本研究擬將RGB色彩模式引入芝麻香油的顯色反應(yīng)中；分析烘烤時(shí)間、烘烤溫度對(duì)芝麻香油顯色后的呈色特征的影響以揭示加工工藝對(duì)三氯乙酸顯色反應(yīng)的影響，為進(jìn)一步推進(jìn)三氯乙酸顯色反應(yīng)應(yīng)用于芝麻香油摻假檢測(cè)提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

芝麻香油：本實(shí)驗(yàn)室自制；芝麻經(jīng)過清理除雜后，采用電加熱轉(zhuǎn)筒烤爐加熱，加熱溫度分別采用150，160，170℃，烘烤時(shí)間分別取10，15，20，25，30，35 min，而后采用螺旋壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨制油，獲得的芝麻香油通過板框過濾機(jī)除去油腳，而后4℃靜置30 d，即得到試驗(yàn)原料。

石油醚（沸程為60～90℃）、三氯乙酸、氯仿、過氧化苯甲酰、氫氧化鉀等：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

數(shù)碼相機(jī)：Coolpix S3200型，日本尼康集團(tuán)公司；

電子天平：XS205型，瑞士梅特勒—托利多公司；

漩渦混合器：XW－80A型，上海青浦滬西儀器廠；

恒溫水浴鍋：HH－S2型，金壇市華特實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 芝麻香油顯色反應(yīng)操作 取0.5 m L芝麻香油樣品轉(zhuǎn)移入10 m L的具塞比色管中，隨后加入3 m L 40% （m／V）三氯乙酸石油醚溶液，置于渦流振蕩器上振蕩5 s，迅速加入0.5 m L 12.05% （m／V）過氧化苯甲酰氯仿溶液，振蕩10 s，將比色管置于數(shù)碼相機(jī)前30 cm處，開始計(jì)時(shí)，每隔1 min拍攝照片一張，連續(xù)拍攝7 min，拍攝條件：光圈指數(shù)f 5.6，快門時(shí)間1／100，整個(gè)操作過程環(huán)境溫度維持在25℃。完成試驗(yàn)后，數(shù)碼相片采用Photoshop CS 5軟件進(jìn)行分析芝麻香油顏色，香油顏色采用RGB色彩模式來表示。RGB是通過對(duì)R（紅）、G （綠）、B （藍(lán)）3個(gè)顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色的。某個(gè)分量數(shù)值較小，則其該分量代表的顏色亮度較低。試驗(yàn)中芝麻香油的烘烤溫度、烘烤時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間的編碼見表1。

表1 芝麻香油烘烤條件、顯色反應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)水平表Table 1 The levels for the roasting conditions and reaction time of roasted sesame oil

1.2.2 數(shù)據(jù)處理 除特殊說明外，所有試驗(yàn)平行測(cè)定6次，結(jié)果以均值!標(biāo)準(zhǔn)差表示。方差分析與相關(guān)性分析采用IBM SPSS 19.0進(jìn)行計(jì)算，P＜0.05為顯著，P＜0.01為高度顯著。圖中相同小寫字母表示采用Duncan算法在0.05水平無顯著差異。

2 結(jié)果與討論

由表2可知，芝麻香油顯色反應(yīng)后，其顏色特征以藍(lán)、綠為主，紅值較低。這與肉眼觀察到的情況相符，即顏色迅速變成藍(lán)色，隨后逐漸變成藍(lán)綠色。采用方差分析烘烤時(shí)間、烘烤溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)RGB影響，具體結(jié)果見表3～5。

由表3～5可知，建立的R、G、B 的模型高度顯著（P＜0.01），這表明試驗(yàn)構(gòu)建的模型可以客觀準(zhǔn)確的反映實(shí)際情況。由于R2和調(diào)整R2均大于0.75，這表明通過試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算的數(shù)據(jù)與實(shí)際值擬合度高。由于反應(yīng)時(shí)間和烘烤工藝對(duì)R、G、B都是高度顯著影響因素（P＜0.01），所以下面依次具體分析反應(yīng)時(shí)間和烘烤工藝對(duì)RGB的影響。

2.1 芝麻香油RGB隨顯色時(shí)間變化趨勢(shì)

為了直觀反映單個(gè)因素的影響，采用剔除其他因素影響的邊際均值進(jìn)行比較。由圖1可知，伴隨著顯色反應(yīng)的進(jìn)行，芝麻香油的R值逐漸增加，R邊際均值從最初的0.89上升到7.72。芝麻香油G隨著反應(yīng)進(jìn)行顯著下降，從41.67下降到14.43。觀察不同的顯色時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)，伴隨著反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行，樣品間的G差異減小，這是由于顯色時(shí)間的影響要遠(yuǎn)大于烘烤時(shí)間與烘烤溫度，隨著顯色時(shí)間的延長(zhǎng)，顯色時(shí)間的影響掩蓋了烘烤溫度與烘烤時(shí)間的影響（表2、4）。與G變化相似，樣品間的B也隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行迅速下降，從69.92下降到15.02，并且不同樣品間B 的差異逐漸縮小，這也是由于反應(yīng)時(shí)間是第一顯著影響因素，其影響遠(yuǎn)大于烘烤溫度、烘烤時(shí)間引起的。

2.2 烘烤條件對(duì)芝麻香油顯色反應(yīng)RGB的影響

分析烘烤條件對(duì)R的影響發(fā)現(xiàn)，烘烤時(shí)間對(duì)R邊際均值影響較為復(fù)雜，樣品的R在烘烤25 min處有個(gè)峰值，最高峰出現(xiàn)在35min，烘烤時(shí)間使R邊際均值在4.38～5.49之

間變化（圖2）。伴隨著烘烤溫度從150℃升到160℃，樣品R邊際均值值顯著降低，但烘烤溫度繼續(xù)升高，導(dǎo)致邊際均值顯著增加，由烘烤溫度從150～170℃變化會(huì)導(dǎo)致R邊際均值在4.40～5.11之間變化。

表2 烘烤條件和反應(yīng)時(shí)間對(duì)顯色反應(yīng)特征的影響Table 2 Effects ofroasting conditions and reaction time on the character of color reaction

表3 烘烤條件和顯色反應(yīng)時(shí)間對(duì)R的方差分析表Table 3 The variance analysis of roasting conditions and reaction time in R

表3 烘烤條件和顯色反應(yīng)時(shí)間對(duì)R的方差分析表Table 3 The variance analysis of roasting conditions and reaction time in R

該模型的相關(guān)系數(shù)為0.80（校正相關(guān)系數(shù)為0.79）。

因素 III型平方和 自由度 均方 F值 顯著性校正模型 5 162.25 13 397.10 230.70 0.00截距 17 209.59 1 17 209.59 9 998.36 0.00烘烤溫度 62.511 2 31.26 18.16 0.00烘烤時(shí)間 114.80 5 22.96 13.34 0.00反應(yīng)時(shí)間 4 984.94 6 830.82 482.69 0.00誤差 1 277.16總計(jì) 23 649.00校正總計(jì) 6 439.41

表4 烘烤條件和顯色反應(yīng)時(shí)間對(duì)G的方差分析表Table 4 The variance analysis of roasting conditions and reaction time in G

表4 烘烤條件和顯色反應(yīng)時(shí)間對(duì)G的方差分析表Table 4 The variance analysis of roasting conditions and reaction time in G

該模型的相關(guān)系數(shù)為0.88（校正相關(guān)系數(shù)為0.88）。

因素 III型平方和 自由度 均方 F值 顯著性校正模型 68 735.57 13 5 287.35 424.78 0.00截距 410 993.56 1 410 993.56 33 018.78 0.00烘烤溫度 2 650.04 2 1 325.02 106.45 0.00烘烤時(shí)間 2 040.70 5 408.14 32.79 0.00反應(yīng)時(shí)間 64 044.82 6 10 674.14 857.55 0.00誤差 9 235.87總計(jì) 488 965.00校正總計(jì) 77 971.44

表5 烘烤條件和顯色反應(yīng)時(shí)間對(duì)B的方差分析表Table 5 The variance analysis of roasting conditions and reaction time in B

表5 烘烤條件和顯色反應(yīng)時(shí)間對(duì)B的方差分析表Table 5 The variance analysis of roasting conditions and reaction time in B

該模型的相關(guān)系數(shù)為0.91（校正相關(guān)系數(shù)為0.91）。

因素 III型平方和 自由度 均方 F值 顯著性校正模型 287 296.71 13 22 099.75 576.26 0.00截距 810 202.38 1 810 202.38 21 126.38 0.00烘烤溫度 6 245.85 2 3 122.93 81.43 0.00烘烤時(shí)間 7 515.75 5 1 503.15 39.20 0.00反應(yīng)時(shí)間 273 535.11 6 45 589.18 1 188.76 0.00誤差 28 455.90總計(jì) 1 125 955.00校正總計(jì) 315 752.62

圖1 芝麻香油RGB邊際均值隨反應(yīng)時(shí)間變化圖Figure 1 The marginal mean of RGB of roasted sesame oil vs reaction time

圖2 烘烤條件對(duì)應(yīng)顯色反應(yīng)RGB邊際均值圖Figure 2 The marginal mean of RGB of color reaction vs roasting conditions

由圖2可知，伴隨著烘烤時(shí)間的延長(zhǎng)，芝麻香油顯色的G邊際均值逐漸下降，但25 min后有所上升，由烘烤時(shí)間引起的G 邊際均值的變化在21.37～26.57；烘烤溫度從150℃升到160℃，顯色芝麻香油的G邊際均值顯著降低，但烘烤溫度從160℃升到170℃時(shí)，G邊際均值有所上升，由烘烤溫度引起的G邊際均值的變化在21.32～25.82。

分析B值變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著烘烤時(shí)間的延長(zhǎng)，芝麻香油顯色的B邊際均值逐漸下降，烘烤時(shí)間超過25 min后無顯著變化，由烘烤時(shí)間引起的B邊際均值的變化在29.33～38.70；烘烤溫度升高會(huì)導(dǎo)致樣品B顯著下降，烘烤溫度從150℃上升到170℃，B 邊際均值從36.75下降到30.17。由于B隨著烘烤溫度上升或烘烤時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，因此可以利用芝麻香油顯色后的B來推測(cè)芝麻香油烘烤的工藝參數(shù)。

3 結(jié)論

以往的顯色法鑒別芝麻油摻假方法，是利用肉眼來辨別摻偽與否以及摻偽多寡，結(jié)果受主觀因素影響較大，不利于顯色法的推廣與應(yīng)用。本研究將RGB色彩模式引入芝麻油摻偽檢測(cè)中，通過RGB將顯色方法展現(xiàn)的顏色轉(zhuǎn)變成了具體的數(shù)字，減少了語(yǔ)言描述、肉眼觀察帶來的誤差，提高了顯色法的準(zhǔn)確性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，芝麻油顯色后B值的變化幅度最大，G值變化次之，R值變化幅度最小且數(shù)值也最低，這也是肉眼觀察芝麻香油顯色反應(yīng)過程中，以藍(lán)綠變化為主的原因。在后續(xù)研究過程中，用RGB色彩模式來定量描述其他常見油脂的顯色特征，就可以用于鑒別油脂摻假。

前人對(duì)于顯色法的研究尚不深入，未分析加工條件和顯色時(shí)間對(duì)顯色結(jié)果的影響。本次研究中驗(yàn)證了烘烤溫度、烘烤時(shí)間會(huì)影響芝麻香油顯色反應(yīng)呈現(xiàn)的顏色，推測(cè)是不同的烘烤條件會(huì)影響芝麻香油的脂肪酸和木質(zhì)素組成，從而導(dǎo)致芝麻香油顯色反應(yīng)后顯示的顏色存在差異［12，13］。但由F值可知，反應(yīng)時(shí)間的影響要遠(yuǎn)大于烘烤時(shí)間和烘烤溫度，這與隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，不同烘烤條件芝麻香油的RGB差異逐漸縮小相符（表2），因此若要排除工藝參數(shù)對(duì)芝麻香油三氯乙酸顯色結(jié)果的干擾，應(yīng)選擇顯色后7 min以上的顏色分析。若要推測(cè)芝麻香油的烘烤工藝可以通過分析短時(shí)間香油三氯乙酸顯色來實(shí)現(xiàn)。

顯色法鑒別香油摻偽是一個(gè)簡(jiǎn)便快速、易于推廣的方法，通過數(shù)字化表達(dá)顯色反應(yīng)的顏色，可以改善該方法的準(zhǔn)確性。為了提高顯色法的精度，在今后的研究中，除了通過增加不同烘烤時(shí)間、烘烤溫度的樣品的顯色顏色數(shù)據(jù)，建立芝麻香油顯色顏色特征譜庫(kù)，以提高芝麻香油摻偽檢測(cè)精度以外，還要分析其他油脂性質(zhì)如過氧化值、酸價(jià)等對(duì)油脂顯色的影響，并優(yōu)化顯色反應(yīng)的反應(yīng)條件如反應(yīng)溫度與反應(yīng)時(shí)間等。

1 黎海紅，李雪琴，苗笑亮.摻偽芝麻香油檢測(cè)的主成分分析方法研究［J］.食品工業(yè)科技，2008，29（6）：297～300.

2 林麗敏.氣相色譜測(cè)定芝麻油摻偽的研究［J］.糧食儲(chǔ)藏，2006，35（3）：43～45.

3 Lee D S，Lee E S，Kim H J，et al.Reversedphase liquid chromatographic determination of triacylglycerol composition in sesame oils and the chemometric detection of adulteration［J］.Analytica Chimica Acta，2001，429（2）：321～330.

4 朱杏冬，王凱雄，臧榮春，等.芝麻油摻偽檢測(cè)的紫外分光光度法研究［J］.中國(guó)油脂，2000，5（1）：50～51.

5 張繼紅，郭華，王燕，等.用二階導(dǎo)數(shù)紫外分光光度法直接測(cè)定芝麻油含量［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，3（4）：367～370.

6 杜紅霞，趙華.紫外二階導(dǎo)數(shù)分光光度法測(cè)定香油含量［J］.中國(guó)調(diào)味品，2007（12）：65～66.

7 周祥德.摻偽芝麻油中芝麻油含量分析方法的比較［J］.糧食與食品工業(yè)，2004，12（2）：53～55.

8 王力清，劉瑞興.芝麻油中摻棉籽油的分光光度法研究［J］.食品與機(jī)械，2003（1）：39～40.

9 孫偉，唐素芳.芝麻油質(zhì)量現(xiàn)狀及定量檢測(cè)方法［J］.江蘇調(diào)味副食品，2006，23（5）：28～30.

10 張國(guó)治，郭寧，黃紀(jì)念，等.三氟乙酸對(duì)幾種植物油的顯色反應(yīng)［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，32（5）：32～36.

11 張麗霞，宋國(guó)輝，曹艷明，等.電加熱轉(zhuǎn)筒焙炒對(duì)不同工藝生產(chǎn)芝麻油品質(zhì)的影響［J］.食品與機(jī)械，2012，28（6）：197～201.

12 張麗霞，黃紀(jì)念，孫強(qiáng)，等.芝麻油摻偽鑒別技術(shù)研究進(jìn)展［J］.中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2012，18（1）：7～10.

13 張麗霞，黃紀(jì)念，孫強(qiáng)，等.紅外紅外烘焙對(duì)水代芝麻油木脂素的影響［J］.中國(guó)油脂，2013，38（3）：6～10.