鮑正國(guó) 江蘇省鹽城市鹽都區(qū)糧油工業(yè)管理辦公室 江蘇 鹽城 224000
食用植物油中包含單不飽和脂肪酸,如油酸、花生一烯酸等,多不飽和脂肪酸,如亞油酸、亞麻酸、DHA、EPA等,同時(shí)含有甾醇、生育酚和谷維素等成分,是人體賴(lài)以生存的必需品[1]。不同來(lái)源的植物油,營(yíng)養(yǎng)成分含量和脂肪酸組成互不相同,這就給食用植物油的快速鑒別工作帶來(lái)很大困難。對(duì)油脂組分實(shí)現(xiàn)精確、快速分析,是解決這個(gè)問(wèn)題的最佳途徑,也是本文要重點(diǎn)探討的問(wèn)題。
不同種類(lèi)的植物油主要組分有所區(qū)別,具體內(nèi)容如下。
大豆油是從大豆中壓榨提取出來(lái)的一種油,其主要組分為棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、油酸、亞油酸和亞麻油酸。
花生油是從花生中壓榨提取出來(lái)的一種油,其主要組分為油酸、亞油酸、軟質(zhì)酸、硬脂酸和花生酸。
橄欖油是由新鮮的油橄欖果實(shí)不經(jīng)加熱和化學(xué)處理,直接冷榨而成的一種油,其主要組分為油酸、亞油酸、棕櫚油酸、亞麻油酸、棕櫚酸和硬脂酸。
菜籽油是用油菜籽榨出來(lái)的一種食用油,其主要組分為芥酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸和硬脂酸。
植物調(diào)和油是指將兩種以上經(jīng)精煉的植物性油脂按一定比例調(diào)配制成的食用油,其組分應(yīng)當(dāng)參考調(diào)制這種油脂的原始油脂。
目前,我國(guó)對(duì)食用植物油組分快速檢測(cè)方法種類(lèi)繁多,具體有模擬感官分析、光譜分析、電磁波譜分析和生物芯片技術(shù)等多種技術(shù)路線[2]。這些不同技術(shù)分別可在不同應(yīng)用場(chǎng)景、不同參數(shù)和通道的維度對(duì)食用植物油進(jìn)行快速檢測(cè)?,F(xiàn)介紹近年來(lái)國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的食用植物油組分分析快速檢測(cè)技術(shù),詳情如下。
感官分析技術(shù)即電子鼻、電子舌技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用了仿生學(xué)原理,利用的是不同食用油中揮發(fā)性成分種類(lèi)和含量也不同,呈現(xiàn)出不同風(fēng)味的性質(zhì),通過(guò)高精度的檢測(cè)儀器將人體不能辨識(shí)的復(fù)雜化學(xué)變化以電子信號(hào)的形式呈現(xiàn)出來(lái),再運(yùn)用數(shù)學(xué)算法進(jìn)行定性、定量分析,即可達(dá)到高速、便捷、準(zhǔn)確的食用油的快速組分分析。
感官分析技術(shù)響應(yīng)時(shí)間短,檢測(cè)速度快,測(cè)定評(píng)估范圍廣,并且能避免人為誤差。更重要的是,它還能檢測(cè)一些人類(lèi)感官不能夠檢測(cè)的組分,如有毒物質(zhì)和刺激性物質(zhì)。
但是,對(duì)于同類(lèi)樣本間的不同品質(zhì)判斷,感官分析技術(shù)的檢測(cè)結(jié)果就不甚理想,這是因?yàn)楦泄俜治黾夹g(shù)的傳感器所測(cè)的組分?jǐn)?shù)據(jù)一般是經(jīng)過(guò)反應(yīng)后的成分,因此存在重疊性和強(qiáng)相關(guān)性因素的干擾,會(huì)影響對(duì)同種類(lèi)樣本不同質(zhì)量的評(píng)測(cè)。
各種食用油脂肪酸中的油酸、硬脂酸、亞麻酸和亞油酸含量各不相同,其各自的光譜特征吸收峰也不盡相同,可利用該原理對(duì)食用油組分進(jìn)行光譜分析。
光譜分析速度較快,比較適于用作出廠分析和現(xiàn)場(chǎng)分析,從而達(dá)到快速檢測(cè)的目的,并且分析的準(zhǔn)確性比較高,可分析的參數(shù)也比較多。
但光譜分析也有一定缺點(diǎn)。光譜分析需要采樣,很難做到無(wú)損分析,而且分析結(jié)果的準(zhǔn)確性是建立在化學(xué)分析標(biāo)樣的基礎(chǔ)上,對(duì)檢測(cè)人員的知識(shí)水平要求很高,且儀器本身價(jià)格昂貴,檢測(cè)成本高。
具有奇數(shù)質(zhì)子或中子的核子,具有內(nèi)在的自旋性質(zhì),會(huì)按照一定的角速度自身旋轉(zhuǎn),而核自旋會(huì)產(chǎn)生磁矩,因此可利用磁場(chǎng)對(duì)其自旋過(guò)程進(jìn)行干涉。
在這一原理的啟發(fā)下,人們發(fā)現(xiàn)了電磁波分析技術(shù),可將待測(cè)樣本置于某種有外加強(qiáng)大磁場(chǎng)的領(lǐng)域內(nèi),人工控制施加電磁場(chǎng)來(lái)干涉低能態(tài)的核自旋轉(zhuǎn)向高能態(tài)。核子自旋在高能態(tài)狀態(tài)下不能持續(xù)自持,很快會(huì)再回到平衡態(tài)。由于能量守恒原理,核子在這一能級(jí)跌落的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生能量,以射頻的形式釋放出來(lái),從而可以被觀測(cè)機(jī)器接收,得到對(duì)應(yīng)的信號(hào)數(shù)據(jù)。
植物油組分中的油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸和硬脂酸等成分的分子結(jié)構(gòu),都具有良好的電磁波分析適應(yīng)性,因此利用電磁波分析技術(shù)測(cè)定植物油組分,不僅圖像辨識(shí)度高,定量分析準(zhǔn)確率也較高,還可以根據(jù)不同數(shù)量、位置和形態(tài)的吸收峰型判斷出被檢測(cè)物質(zhì)分子的種類(lèi)和狀態(tài),是一種比較先進(jìn)、高效的快速檢測(cè)方法。
但電磁波分析技術(shù)也有其缺點(diǎn),通常此類(lèi)儀器造價(jià)昂貴,操作煩瑣,且體積龐大,不能適應(yīng)靈活的抽檢和大規(guī)模的檢查,通常用于精確探查某一種植物油的組分是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),或辨識(shí)假冒偽劣產(chǎn)品。
人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算是未來(lái)食用植物油組分分析快速檢測(cè)技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。利用人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)自主、智能、可靠的特點(diǎn),通過(guò)信息化的管理方式實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)流程遠(yuǎn)程可視化、檢測(cè)結(jié)果的進(jìn)一步優(yōu)化[3]。
模擬感官分析、光譜分析和電磁波譜分析三種技術(shù)路線的快速檢測(cè)方法,均有各自的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn),均可適用于不同場(chǎng)景的食用植物油組分的快速檢測(cè),隨著人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)云計(jì)算信息技術(shù)的不斷完善,多通道、多參數(shù)、多容量的一體化在線快速檢測(cè)技術(shù)將成為發(fā)展重點(diǎn)。