核磁共振技术在食用油脂分析中的应用研究进展

核磁共振技术在食用油脂分析中的应用研究进展

刘文静

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引言

核磁共振技术作为一种高效、准确、无污染的检测方法，在现代食品安全、食品质量控制与检测方面展现了非常良好的研究前景。尤其是在食用油脂的分析检测方面，近年来涌现了不少的研究报道。本文对核磁共振技术在煎炸油品质监测、食用油脂掺伪鉴别、食品或油料含油量的测定以及食用油脂其他方面分析的研究进展进行了论述，为进一步拓展核磁共振技术的应用奠定基矗

1核磁共振技术

核磁共振是指具有固定磁距的原子核，如1H、13C、129Xe等在恒定磁场与交变磁场作用下，自旋能级发生分裂，与交变磁场发生能量交换，使得原子核能级发生跃迁，从而产生核磁共振信号。当跃迁的原子释放能量重新返回到基态而达到玻尔兹曼平衡时，产生共振发射信号，此过程亦称为弛豫过程。共振吸收与发射过程统称为核磁共振。将恒定磁场强度低于0.5T的核磁共振现象成为低场核磁共振。具有分辨率高、成像参数多、无损伤的特点，一般不受样品状态、形状和大小的限制，能够实现实时在线测量，检测迅速、准确、直观。

2核磁共振技术在食用油脂分析方面应用

2.1检验煎炸油

粮油在经过高温煎炸之后，虽然其物理性状没有明显变化，但营养价值会降低，并且会产生苯丙芘等致癌有害物质。王永巍等应用LF-NMＲ技术对无对象煎炸大豆油油样进行检测，得出峰面积比例S21和单组分弛豫时间T2w与煎炸时间、酸价、黏度、吸光度和极性组分含量呈现良好的规律性，其相关系数在0．941～0．997之间。说明具有较好的相关性，可以利用LF-NMＲ检测的S21和T2w有效反映煎炸油的品质变化。

2.2核磁共振技术鉴别食用油脂掺伪

食用油脂的掺伪一般包含两种:一是在高价食用植物油中掺入低价食用油,如油茶籽油、橄榄油中掺入棕榈油、菜籽油；另一种是将非食用油脂或劣质油掺入到食用油脂中，如在植物油中掺入矿物油、桐油、大麻籽油甚至地沟油等。检测食用油脂掺伪的方法一般包括光谱分析、色谱分析、浓酸反应、冷冻试验、常规指标法等，但是这些方法都有不足。而核磁共振技术作为具有高效、无污染、无需烦琐前处理、重现性高等突出优点的检测方法，完全适合目前既需要定性又需要定量的食品监管要求。

2.2.1芝麻油掺假检测

芝麻油俗称香油，是由胡麻科植物--芝麻的种子经压榨而成的。由于芝麻油价格高于其他植物油，部分生产者便在芝麻油中添加大豆油、玉米油和葵花籽油等其他植物油，冒充芝麻油出售。邵小龙等利用低场核磁技术检测芝麻油掺假，先用低场核磁结合主成分方法区分大豆油和3种芝麻油（分别为精炼、冷榨和热榨工艺）样品，然后用偏最小二乘法分析不同掺假比例的模拟掺假样品数据。结果表明：大豆油和芝麻油样品的特征信号区域在0~900ms弛豫时间段，低场核磁能够较好地区分芝麻油和大豆油样品；低场芝麻油中掺入大豆油的最低检测比例为体积分数5%~10%，精炼芝麻油中掺入冷榨或热榨芝麻油的最低检测比例为体积分数10%~20%。因此，低场核磁技术可以作为油脂掺假的快速初筛检测方法之一。

2.2.2橄榄油掺假检测

橄榄油被称为"液体黄金"，掺假问题一直较为严重，掺假主要分为两种：一种是在高价橄榄油中掺入其他低价植物油（如榛子油、葵花油、花生油、菜籽油和大豆油等）；另一种是将低级别初榨橄榄油或橄榄果渣油添加到特级初榨橄榄油中。Mavromoustakos等采用13CNMR技术研究希腊初榨橄榄油中位于127.5~130ppm共振的12个烯烃峰，这些物质都含有大量不饱和脂肪酸基团--油酸和亚油酸。以吡嗪为内标，对12个峰进行定量，结果显示，当初榨橄榄油中混入其他籽油时，12个峰的强度均受到影响。Maggio等采用FTIR法结合偏最小二乘法对特级初榨橄榄油中掺入蓖麻籽油、榛子油、油橄榄果渣油、高亚油酸/高油酸葵花籽油进行分析，可检出混入特级初榨橄榄油中食用油的类型，并对其进行定量。

2.2.3核桃油掺假检测

近年来，随着核桃油营养价值和药理功效的研究与开发，核桃油迅速在国际食用油市场走俏，但核桃油成本高，市场售价也较高。因此，核桃油就成为不法商贩掺假以牟取暴利的目标。王晓玲等利用低场核磁共振结合化学计量学方法对几种常见掺假形式（掺入大豆油、玉米油、葵花油）的核桃油样品和纯核桃油样品进行检测和评价。试验结果表明：纯核桃油和掺入不同种类食用油的掺假核桃油在主成分得分图上可以得到很好的区分，且掺假样品随掺假比例在图中呈现规律性分布。采用PLSR法对CPMG数据和实际掺假率进行回归，可实现对核桃油掺假水平的准确定量测定。

2.2.4芝麻油掺假检测

芝麻油俗称香油，是由胡麻科植物--芝麻的种子经压榨而成的。由于芝麻油价格高于其他植物油，部分生产者便在芝麻油中添加大豆油、玉米油和葵花籽油等其他植物油，冒充芝麻油出售。邵小龙等利用低场核磁技术检测芝麻油掺假，先用低场核磁结合主成分方法区分大豆油和3种芝麻油（分别为精炼、冷榨和热榨工艺）样品，然后用偏最小二乘法分析不同掺假比例的模拟掺假样品数据。结果表明：大豆油和芝麻油样品的特征信号区域在0~900ms弛豫时间段，低场核磁能够较好地区分芝麻油和大豆油样品；低场芝麻油中掺入大豆油的最低检测比例为体积分数5%~10%，精炼芝麻油中掺入冷榨或热榨芝麻油的最低检测比例为体积分数10%~20%。因此，低场核磁技术可以作为油脂掺假的快速初筛检测方法之一。

2.3区分油脂种类

粮油的种类很多，赵婷婷等运用主成分分析法对4种新鲜食用油、煎炸油脂和掺伪油脂的LF-NMＲ弛豫特性进行分析，对油脂进行了明确的分类、鉴定。并且将油脂进行了定性与定量分析测定，从大量的量数据中提取有用信息，以数学分离代替经典的化学分离，实现油脂复杂多组分体系的定性或定量检测。说明LF-NMＲ可对不同种类的油脂进行区分。

2.4鉴别地沟油

地沟油是餐饮业废弃油脂的俗称，是指餐饮业和食品加工业在经营生产过程中废弃的不宜食用的油脂，长期食用必然会对消费者健康产生极大的危害。采用布鲁克核磁仪做H谱全扫，根据H谱的化学位移和积分面积进行归纳总结，开发出12个指标对植物油和地沟油进行鉴别，同时引进统计分析法，在对植物油和地沟油的样本数据库聚类分析基础上，对考核盲样进行判别分析。采用该方法对卫生部两次考核盲样进行判别分析，准确率可达到90%。试验结果表明，核磁共振方法是一种有效的地沟油鉴别方法。

结语

近年来人们对食用油脂的品质关注度越来越高，但是传统检测食用油脂的方法存在耗时长、准确度不高等缺点，使得食用油脂的检测并没有达到很好的效果。近年来，核磁共振技术作为一项不断发展完善的检测技术，由于其快速、高效、无污染、便利、重现性高等优点，使得其在食用油脂领域的应用越来越广泛。并且随着低场强、高精度、低成本、高速度的核磁共振仪的研制与开发，核磁共振技术必将会在食用油脂检测领域取得长效持久的应用与发展。

参考文献

[1]黄伟．低场核磁共振系统的应用与研究［D］．武汉:华中师范大学，2014．

[2]李娜，李瑜．利用低场核磁共振技术分析冬瓜真空干燥过程中的内部水分变化［J］．食品科学，2016，37(23):84-88．

[3]李娜，李瑜．利用低场核磁共振技术分析冬瓜真空干燥过程中的内部水分变化［J］．食品科学，2016，37(23):84-88．