CN105486779A - 用于测量玉米油中甘油δ13C值的预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于测量玉米油中甘油δ13C值的预处理方法。具体而言,本发明的方法包括如下步骤:(a)、取食用油样品溶于异辛烷中,充分震荡;(b)、向上述溶液中加入氢氧化钾甲醇溶液,充分震荡后静置,得到下层澄清溶液b;(c)、酸化b溶液,加入异辛烷,除去溶液中残留的脂肪酸,得到混合溶液c;(d)调整c中得到的溶液至pH为7左右,并加入无水甲醇溶液,得到甘油甲醇溶液d,待用。本发明的方法结合气相已色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱技术能够准确分析油脂中甘油的δ13C值,进而可有效解决玉米油的真伪鉴别问题,对于维护消费者权益,促进我国食用油市场的健康发展具有重要意义。
Description
技术领域:
本发明属于食用油质量检测领域。具体涉及用于测量玉米油中甘油δ13C值的预处理方法,进而可用于利用测定甘油δ13C值来鉴别玉米油真伪。
背景技术:
食用植物油是日常生活不可缺少的必需品,不同种类的植物油因其营养价值不同而价格差异很大。玉米胚油是北方人民普遍食用的油脂,但近年来由于粮食购销市场全面放开,价格较低的棕榈来源的油脂及其他油脂物质成为一些不法商贩追求利益掺假的目标,将廉价油脂掺入玉米油中,假冒纯正玉米油销售的事件时有发生。
食用植物油的真伪鉴别是世界各国均面临的一个技术难题,受到各国科技工作者的关注并建立了大量的分析方法,目前光谱技术、气相色谱技术、核磁共振技术、电子鼻技术、电化学技术和PCR技术是当前研究的重点,但截至目前仍未出现一种较为通用、效果令人满意的鉴别技术,这主要是因为尽管不同的油脂可能会具有不同的成分组成,但即使纯品油脂,其成分组成也不是固定不变的,由于产地、气候等条件影响,其主成分及含量也不尽相同。据(DeterminationofStableIsotopeRatiosinFoodAnalysis)、(TheapplicationofNMRandMSmethodsfordetectionofadulterationofwine,fruitjuices,andoliveoil.Areview)、(CharacterizationofOliveOilbyCarbonIsotopeAnalysisofIndividualFattyAcids:ImplicationsforAuthentication)、(Applicationofstableisotoperatioanalysistothecharacterizationofthegeographicaloriginofoliveoils)、(StableIsotopeCharacterizationofOliveOils.I—CompositionalandCarbon-13ProfilesofFattyAcids)、(IsotopicandelementaldatafortracingtheoriginofEuropeanoliveoils)、(Authenticationofvegetableoilsbybulkandmolecularcarbonisotopeanalyseswithemphasisonoliveoilandpumpkinseedoil)、(CharacterisationofauthenticItalianextra-virginoliveoilsbystableisotoperatiosofC,OandHandmineralcomposition)、(Characterizationofvirginoliveoilsaccordingtoitstriglyceridesandsterolscompositionbychemometricmethods)、(PurityAssessmentsofMajorVegetableOilsBasedonδ13CValuesofIndividualFattyAcids)报道,稳定同位素在植物油(尤其是橄榄油)的掺伪鉴别和产地鉴别,但针对玉米油中廉价油脂的研究报道较少。国内在该领域的研究起步较晚,截至目前仅有金青哲等人利用油脂中脂肪酸碳同位素的差异检测玉米油中棕榈油;郭莲仙等人同时采用油脂中甘油三酯的碳同位素组成和脂肪酸的碳同位素组成进行植物油的掺伪检测研究,但这种技术存在一定的弊端:甘油三酯是由甘油和脂肪酸构成的,然而不同品种的油脂中脂肪酸的种类及含量是有较大差异的,而即使是同一品种,产地不同时脂肪酸含量也有区别,而根据同位素代谢分馏的原理,不同的化合物在生物代谢过程中由于涉及的化学反应不同,其碳同位素组成也是不一样的,因此,甘油三酯的碳同位素组成难以作为油脂掺伪鉴别的技术指标;脂肪酸的碳同位素组成是当前掺伪检测研究与应用的重要技术指标,然而,由于不同品种的油脂的脂肪酸含量不同,造假者制售假冒伪劣产品时不只是简单的向高价油中掺入廉价油脂,还会加入香精、铜绿素等物质,使得脂肪酸的种类与含量尽可能与纯品油一致,在这种情况下,脂肪酸的碳同位素组成在应用过程中会受到较大干扰,导致判断错误。甘油是油脂中的重要组成部分,构成了甘油三酯的“骨架”。各品种、各来源的油脂,无论其脂肪酸组成如何,其甘油的比例几乎是固定的,因此,研究甘油三脂中甘油的碳同位素特征更有意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于测量玉米油中甘油δ13C值的预处理方法,进而可基于甘油稳定碳同位素技术有效鉴别玉米油真伪,从而解决当前我国食用油市场上存在的玉米油质量检测技术难题,规范市场行为,保护消费者权益。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明中油脂样品的甘油δ13C值测定前需要的前处理步骤如下:
a)取食用油样品溶于异辛烷中,充分震荡;
b)向上述溶液中加入氢氧化钾甲醇溶液,充分震荡后静置,得到下层澄清溶液b;
c)酸化b溶液,加入异辛烷,除去溶液中残留的脂肪酸,得到混合溶液c;
d)调整c中得到的溶液至pH为7左右,并加入无水甲醇溶液,得到甘油甲醇溶液d,待用。
优选地,在步骤(c)中的酸化是通过盐酸进行的。
优选地,在步骤(c)中的酸化是通过浓盐酸进行的。
优选地,在步骤(d)中pH的调整是通过过饱和氢氧化钾甲醇溶液进行的。
任选地,利用本发明的方法对玉米油进行预处理后,采用气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱仪测定油脂的甘油组分的δ13C,建立已知真实的玉米油中甘油组分的δ13C分布范围,然后分析待测样品的甘油δ13C值并与真实样品的分布范围进行显著性差异分析,若不存在显著性差异分析则表明待测样品不含非玉米油油脂,反之则表明待测样品中含有廉价油脂而不是真正的玉米油。优选地,可构建玉米来源油脂中甘油的碳同位素数据库或选择甘油的碳同位素内源性标志物(13C-InternalReferenceMaterial),从而在使用本发明鉴定玉米油时,不需要每次都测定来自同一产地的玉米油的甘油中δ13C,而是使用已建立起来的玉米油的甘油碳同位素数据库或内源性标志物。
优选地,本发明的已知真实的玉米油样品是从玉米油生产企业获得的以玉米为原料生产的玉米油的真实样品,以及实验室条件下对玉米进行物理压榨处理而得到的油脂。
本发明的待测样品可以是从市场上购买的标注为玉米油的样品。
本发明的已知真实的玉米油样品的甘油δ13C数据库可通过如下方法构建:采集样品,其中已知真实的玉米油成品20个以上,玉米原料样品10份以上,然后测定玉米油的甘油中δ13C值,建立玉米油的甘油δ13C数据库,其中采用统计方法分析玉米油的甘油δ13C的有效分布范围。
本发明中玉米油的甘油中δ13C测定方法为油脂样品经处理后用气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱仪测定,色谱条件如下:石英毛细管色谱柱,优选极性色谱柱(如Wax色谱柱,规格为50m*0.25mm*0.20um);载气为高纯氦气(如纯度高于99.999%);采用恒流模式(如流水设为1.2mL/min);柱温采用程序升温:初始温度120℃,保持1min,以20℃/min的速率升至220℃,保持7min;燃烧反应过程中配备燃烧管,燃烧管材质为陶瓷,内部填充氧化铜(必要时用氧气提高燃烧管的氧化性),工作温度设定为1000℃;进样量为1微升。优选一,甘油δ13C测定前先调整仪器工作状态,保证碳同位素分析稳定;优选二,油脂样品的甘油δ13C值测定前后应使用δ13C值已知的甘油参考物质或工作标准进行分析校正,以保证碳同位素测定的准确性。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1.本发明开拓性的结合酯交换技术和气相已色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱技术分析油脂中甘油的δ13C值,方法简单,易操作,数据可靠。
2.本发明开拓性的发现玉米油的甘油δ13C值与其他种类的油脂具有明显差异,而且油脂的甘油更能直接、清晰显示油脂的碳同位素分布特征,且不易造假,受干扰较小;
3.本发明的方法操作简单,成本低,可有效解决玉米油的真伪鉴别问题,对于维护消费者权益,促进我国食用油市场的健康发展具有重要意义。
附图说明:
附图1气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱技术测定油脂中甘油δ13C值的44,45,46离子流图。
具体实施方式
实施例1
油脂的甘油中δ13C值的测定
1.1样品预处理
称取0.12g植物油并溶于8mL异辛烷中;加入400μL过饱和氢氧化钾甲醇溶液,充分振荡后静置并除去上层溶液,向下层溶液中加入约70μL浓盐酸中和氢氧化钾并保持酸性,溶液分层再次除去上层溶液(主要是游离脂肪酸),向下层溶液中加入50μL过饱和氢氧化钾甲醇溶液中和浓盐酸,待盐沉淀后加入1mL甲醇,并将含有甘油的甲醇上层溶液转移至2mL试剂瓶中,待用。
1.2色谱条件
CP-Wax毛细管色谱柱(25m*0.25mm*0.20μm);载气为氦气;柱流速1.2mL/min;进样口温度270℃;升温程序为:起始温度120℃,保持1min,以20℃/min升温至220℃,保持7min;进样体积1μL;分流比20:1。
1.3燃烧装置工作条件
燃烧装置中使用燃烧管(陶瓷管,内部填充氧化铜),工作温度为1000℃。
1.4仪器性能检验
检验稳定同位素比值质谱仪测定δ13C值的内精度和线性分析范围,其中内精度SD应不大于0.06‰,离子流强度为2V~9V时分析误差不大于±0.066‰。
1.5测定
将油脂样品经预处理得到的甘油溶液注入气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱仪中测定甘油的δ13C值,见附图1。
1.6结果校正
油脂样品的甘油δ13C值测定前后均测定δ13C值已知的甘油工作标准物质,并用该工作标准物质校正油脂样品的甘油δ13C值测定结果。
实施例2
玉米油样品鉴别实例
2.1分别收集不同产地的、真实性已知的玉米油样品20个,不同产地的玉米原料样品10个,玉米原料样品经实验室条件下物理压榨出油脂;2.2收集真实性已知的葵花籽油、菜籽油、大豆油、花生油、橄榄油和动物脂肪样品各一个;
2.3从市场上购买标注为玉米油的样品3个;
2.4油脂的甘油中δ13C值测定:
2.4.1样品预处理
称取0.12g植物油并溶于8mL异辛烷中;加入400μL过饱和氢氧化钾甲醇溶液,充分振荡后静置并除去上层溶液,向下层溶液中加入约70μL浓盐酸中和氢氧化钾并保持酸性,溶液分层再次除去上层溶液(主要是游离脂肪酸),向下层溶液中加入50μL过饱和氢氧化钾甲醇溶液中和浓盐酸,待盐沉淀后加入1mL甲醇,并将含有甘油的甲醇上层溶液转移至2mL试剂瓶中,待用。
2.4.2色谱条件
CP-Wax毛细管色谱柱(25m*0.25mm*0.20μm);载气为氦气;柱流速1.2mL/min;进样口温度270℃;升温程序为:起始温度120℃,保持1min,以20℃/min升温至220℃,保持7min;进样体积1μL;分流比20:1。
2.4.3燃烧装置工作条件燃烧装置中使用燃烧管(陶瓷管,内部填充氧化铜),工作温度为1000℃。
2.4.4仪器性能检验
检验稳定同位素比值质谱仪测定δ13C值的内精度和线性分析范围,其中内精度SD应不大于0.06‰,离子流强度为2V~9V时分析误差不大于±0.066‰。
2.4.5测定
将油脂样品经预处理得到的甘油溶液注入气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱仪中测定甘油的δ13C值,见附图1。
2.4.6结果校正
油脂样品的甘油δ13C值测定前后均测定δ13C值已知的甘油工作标准物质,并用该工作标准物质校正油脂样品的甘油δ13C值测定结果。
2.7结果分析
2.7.1玉米油样品
真实性已知的玉米油样品和玉米原料实验室压榨的油脂的甘油δ13C范围见下表1。
表1玉米油和玉米压榨油脂的甘油δ13C测定描述统计
由表1可知,真实性已知的玉米油样品的δ13C分布范围为-13.25‰~-15.78‰,玉米原料经实验室物理压榨的油脂为-14.16‰~-15.65‰,两类玉米油的甘油δ13C的平均值分别为-14.28‰和-14.87‰,这说明工业化生产的玉米油和实验室条件压榨的玉米油脂的甘油中δ13C值几乎是一致的,而两类玉米油的甘油δ13C值的标准偏差均小于0.7‰,这说明玉米油甘油的δ13C值的波动性较小,受产地等条件的影响较小。
2.7.2非玉米油样品
葵花籽油、菜籽油、大豆油、花生油、橄榄油和动物脂肪样品的甘油δ13C值见表2。
表2非玉米油样品的甘油δ13C测定描述统计
油脂种类 | δ13C(‰) |
葵花籽油 | -31.35 |
菜籽油 | -32.26 |
大豆油 | -32.30 |
花生油 | -32.07 |
橄榄油 | -31.13 |
棕榈油 | -29.75 |
动物脂肪 | -22.15 |
由表2可知,非玉米油样品与玉米油的甘油中δ13C值差异显著,明细不属于一类,其中葵花籽油、菜籽油、大豆油、花生油、橄榄油和棕榈油与玉米油的差异较大,最小为13.07‰,最大可达19.05;动物脂肪与玉米油的平均差异为7.57‰,由此可根据油脂的甘油中δ13C值来判断样品是否为玉米油。
2.7.3待测样品
待测样品的描述性统计见表3。
表3待检样品的甘油δ13C测定描述统计
编号 | δ13C(‰) |
1# | -15.47 |
2# | -16.21 |
3# | -19.55 |
由表3可知,1#样品的甘油δ13C值在玉米油的分布范围(-13.25‰~-15.78‰)内,可视为纯正玉米油;2#样品的δ13C值虽然不在本文所建立数据库的范围内,由于稳定同位素的分馏特征受原材料产地等条件的影响,并且本文的数据库样本量偏少,可能确实不能涵盖所有的样品,因此采用统计学分析方法进行判定,按照95%的置信区间可认为该样品为纯正玉米油;3#样品的δ13C值不仅不在数据库范围内,而且也不属于95%的置信区间,因此认定该样品不是纯玉米油,而是掺入了某种其他种类的油脂。
最后应当说明的是,以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (7)
1.用于测量玉米油中甘油δ13C值的预处理方法,所述预处理方法包括如下步骤:
(a)取食用油样品溶于异辛烷中,充分震荡;
(b)向上述溶液中加入氢氧化钾甲醇溶液,充分震荡后静置后分层,去除上层溶液,得到下层澄清溶液b;
(c)酸化b溶液,加入异辛烷,溶液分层后除去上层溶液,得到混合溶液c;和
(d)调整c中得到的溶液至pH为7左右,并加入无水甲醇溶液,得到甘油甲醇溶液d。
2.根据权利要求1的方法,其中在步骤(c)中的酸化是通过盐酸进行的。
3.根据权利要求1的方法,其中在步骤(c)中的酸化是通过浓盐酸进行的。
4.根据权利要求1的方法,其中在步骤(d)中pH的调整是通过过饱和氢氧化钾甲醇溶液进行的。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中步骤(d)中得到的甘油甲醇溶液d用于利用碳同位素技术测定已知真实的玉米油甘油组分的δ13C,建立已知真实的玉米油中甘油组分的δ13C分布范围,然后分析待测样品的甘油δ13C值并与真实样品的分布范围进行显著性差异分析,若不存在显著性差异分析则表明待测样品不含非玉米油油脂,反之则表明待测样品中含有廉价油脂而不是真正的玉米油。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述的碳同位素技术为气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱测定油脂中甘油碳同位素组成的技术。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述的气相色谱-燃烧-稳定同位素比值质谱技术的操作条件为:燃烧管温度1000℃,填料为氧化铜;气相色谱进样口温度高于200℃,高纯氦气作为载气,流速为1.2mL/min,分流比20:1;石英毛细管色谱柱,程序升温为120℃/1min//20//220℃/7min。
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