利用紅外光譜進行油脂分析

R在食品工業(yè)中已經應用了幾十年，早期幾乎只用于定性研究，直到20世紀50年代，才開始應用于食用油脂反式異構體的測定。隨后，由于氣相色譜（GC）和核磁共振（NMR）等新技術的出現(xiàn)，人們對紅外光譜學的興趣逐漸減弱。20世紀70年代，隨著硬件、軟件和附件技術的發(fā)展，傅里葉變換紅外光譜技術（FTIR）的問世重新激發(fā)了研究者的興趣，其工作原理示。

干涉儀主要由兩個互成90°定鏡和動鏡及一個分束器組成。光源發(fā)出的紅外光到達分束器時被分為反射光與透射光兩束光，隨著動鏡的移動變換光程差，兩束光會發(fā)生干涉現(xiàn)象，對于一個純單色光，在動鏡移動過程中，將得到強度不斷變化的余弦波，即干涉圖。

所得的干涉圖，由電子計算機采集，并經過快速傅立葉變換，可得吸收強度或透光度隨頻率或波數(shù)變化的紅外光譜圖。相比于以棱鏡、光柵為色散元件的舊儀器，iCAN9傅立葉變換紅外光譜儀有具有降低譜峰寬度，提高譜圖分辨率的特點，從而大大增加了儀器靈敏度和結果的準確性。

食用油中富含碳、氫、氧元素，在iCAN9傅立葉變換紅外光譜儀中有較好響應，結合聚類分析法(CA)、主成分分析法（PCA）、線性判別分析（LDA）、典型變量分析(CVA)等多種化學計量法，可對食用油各項指標進行定性定量分析，具體如下。

1. 過氧化值

氫過氧化物（ROOH）可與過量的三苯膦（TPP）快速反應，生成三苯基氧化膦（TPPO），據此可用iCAN9傅立葉變換紅外光譜儀間接測定過氧化值。此法可以減少Van de Voort等根據-OH在3444 cm-1處的特征峰對ROOH進行定量時基質效應的影響；同時也可避免常規(guī)碘量法精度低、有機試劑消耗大且有一定安全隱患的弊端。

2.酸價

酸價可用于表示食用油中所含游離脂肪酸（FFA）的量，是衡量油脂酸敗程度的主要指標。基于羧酸基的-C＝O在1711 cm-1處有特征吸收峰，通過FTIR與化學計量學方法聯(lián)合建模可測定酸價，但其結果易受甘油三酯中-C＝O基的影響。為此，用iCAN9傅立葉變換紅外光譜儀測定不含F(xiàn)FA的油樣，建立甘油三酯在3471 cm-1/3527 cm-1一級倍頻強度與在1711 cm-1處干擾信號強度的線性關系模型，通過校正即可消除該效應的干擾。

3.丙二醛

利用FTIR結合偏最小二乘法（PLS）和主成分分析法（PCA）法可對硫代酸反應產物（TBARS）含量進行測定，從而間接地反應出代表油脂次級氧化的產物丙二醛（MAD）的含量，以衡量食用油的氧化穩(wěn)定性。

4.碘值

碘值反映油脂的不飽和程度，順式 =CH 伸縮鍵、順式 C=C 伸縮鍵和反式 HC=CH 彎曲鍵分別在3006 cm-1、1654 cm-1和968 cm-1處有強吸收峰，結合PLS法建模，并利用向后區(qū)間偏最小二乘法（BiPLS）優(yōu)化模型，可快速測定碘值。

5.水分

基于Ｏ-Ｈ鍵在近紅外光譜區(qū)有兩個特征譜帶，用干燥乙腈萃取食用油中水分后通過FTIR結合PLS法可快速間接測定食用油中水分含量，將測定結果與卡爾費休法對比，發(fā)現(xiàn)兩者一致性良好。且水分越低，F(xiàn)TIR的優(yōu)勢越明顯。

6.食用油真?zhèn)舞b定

上世紀90年代起，國外開始用FTIR對橄欖油等摻假問題進行研究。純凈的特級初榨橄欖油的紅外譜圖中波數(shù)5280 cm-1和5180 cm-1附近有兩個特征性次級譜帶，它們分別與油中揮發(fā)性成分和非揮發(fā)性成分有關。

圖4 FTIR測定一種特級初榨橄欖油而形成的吸收光譜圖

當向特級初榨橄欖油中加入全精煉橄欖油、棕櫚油或其他植物油時，5280 cm-1波數(shù)附近的吸收峰強度降低。基于這兩個波段的信息結合PLS法可建立特級初榨橄欖油摻假鑒別方法。

食用油檢測是一項較為復雜的工作，iCAN9傅立葉變換紅外光譜儀在食用油品質指標、種類和摻假鑒定方面的優(yōu)勢顯而易見，但要獲得大面積應用，還需從以下三方面進一步完善：一是在不影響檢測精度的情況下，不斷改進光譜的采集方法，優(yōu)化圖譜信息，以更方便進行食用油成分分析；二是開發(fā)低成本、小型化、智能化、便攜式的檢測儀器，通過多技術聯(lián)用手段對食用油復雜體系進行更全面的檢測；三是在食用油摻假模型構建上進一步擴大樣品范圍，增加模型通用性。