芝麻油品質(zhì)檢測方法的研究與分析

董悅陽，席佳鋒，劉磊，馬麗軍，邵娟娟

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 渤海校區(qū)，河北 滄州 061100)

芝麻油是一種將芝麻加工得到的食用植物油，氣味香醇，可用作菜品和小吃的輔料。芝麻油富含油酸、亞油酸、木脂素等營養(yǎng)成分，其中芝麻酚、芝麻酚林等多種抗氧化劑的存在可使其長期保存。由于它具有優(yōu)良的營養(yǎng)價(jià)值和市場價(jià)值，深受廣大消費(fèi)者喜愛，有些供應(yīng)商為了牟取經(jīng)濟(jì)利益而加入大豆油、花生油等較為廉價(jià)的食用油，甚至用芝麻香精、香料調(diào)兌之后出售，這嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者、合法經(jīng)營者的正當(dāng)權(quán)益。本文對下面幾種檢測芝麻油純度的方法進(jìn)行了分析，為今后芝麻油的研究提供了一定的參考。

1 顯色法檢測芝麻油

顯色法主要包含以下3種，較為常用的有濃硫酸顯色、波多因法和威勒邁志法。顯色法是根據(jù)芝麻油中芝麻素、芝麻酚等芝麻木脂素類特征性成分在酸性條件下與顯色劑發(fā)生特異反應(yīng)，生成具有特征顏色化合物的一種方法，通過待測樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品比色進(jìn)行定性定量檢測[1]。

1.1 濃硫酸顯色法

濃硫酸顯色法是根據(jù)芝麻素能與經(jīng)過氯仿處理的濃硫酸作用產(chǎn)生特殊顏色的物質(zhì)，這種橘紅色與芝麻油的劑量成正比。冉啟才等對芝麻油進(jìn)行堿練脫色、油脂凈化、提取分離脂肪酸和不皂化物等處理，證明了芝麻素是引起橘紅色化合物產(chǎn)生的原因，與芝麻酚、色素、脂肪酸、甾醇等無關(guān)。周祥德通過硫酸顯色法證明 了目視比色會產(chǎn)生5%～10%的誤差，定量的準(zhǔn)確性不高。孫偉、李凝等發(fā)現(xiàn)濃硫酸顯色反應(yīng)可以出現(xiàn)穩(wěn)定的橘紅色，在常溫下能夠維持2～3 h，顯色物質(zhì)能夠穩(wěn)定存在于硫酸層中，與油脂色澤無關(guān)，顏色較深時(shí)也不必進(jìn)行脫色處理[2-4]。

1.2 波多因法

波多因法是根據(jù)芝麻酚和蔗糖成分在濃鹽酸的存在下發(fā)生反應(yīng)，生成產(chǎn)物的顏色正比于芝麻油含量的一種檢測方法，通過樣品和標(biāo)準(zhǔn)品的差異進(jìn)行比較定量。劉馨[5]通過此方法對芝麻油進(jìn)行純度檢測，利用分光光度計(jì)測出油樣中的吸光度并與能夠在520 nm處有最大吸收值的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行比較，純度高于95%時(shí)可以認(rèn)為是純芝麻油，否則認(rèn)為芝麻油純度不夠。吳宗成、薛婷允、韓寶麗、周祥德、白滿英等[6-10]在波多因法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新。薛婷允等將樣品含量由0.25 g改為0.15～0.20 g，同時(shí)改變標(biāo)準(zhǔn)品的取樣量，吸光度范圍縮小到0.18～0.65，相對誤差減小，準(zhǔn)確度有所提高。周祥德、韓寶麗、白滿英等將蔗糖水溶液代替了蔗糖鹽酸溶液，之后添加濃鹽酸，能夠穩(wěn)定反應(yīng)條件，試驗(yàn)的準(zhǔn)確度也有所提高。

1.3 威勒邁志法

威勒邁志法是根據(jù)芝麻油中的芝麻酚等多種木脂素在濃鹽酸存在的條件下與糠醛發(fā)生反應(yīng)，可根據(jù)產(chǎn)物顏色判斷油樣中是否含有芝麻油的一種方法。張社雄[11]利用威勒邁志法得出純的芝麻油出現(xiàn)2個(gè)吸收峰的位置分別在415 nm和520 nm處。鄭顯義等[12]根據(jù)此方法和分光光度計(jì)法做對照得出0～40 mg的芝麻油與吸光度呈線性相關(guān)且r近似等于1,精密性較好，芝麻油的最低檢出限是0.6 mg。檢測多種小磨香油時(shí)，加標(biāo)回收率為99.1%～104.6%。張國治等[13]采用一級菜籽油、菜籽毛油、一級大豆油、大豆毛油、芝麻油為實(shí)驗(yàn)對象，同時(shí)對414 nm和520 nm進(jìn)行定量檢測，芝麻油純度在波長較長處數(shù)值較小，雙波長測定提高了檢測的準(zhǔn)確度。

顯色法雖然具有快速、準(zhǔn)確、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，但易受時(shí)間、顯色劑穩(wěn)定性的影響，故顯色劑不能提前制備，需現(xiàn)用現(xiàn)配。時(shí)間控制不當(dāng)也會使檢測的準(zhǔn)確度降低。因此，我們需要在此基礎(chǔ)上研究出更加簡潔、方便的方法，進(jìn)一步改善實(shí)驗(yàn)條件和過程。

2 電子鼻檢測芝麻油

針對顯色法的不足可以采用電子鼻對芝麻油進(jìn)行檢測。電子鼻也叫“指紋”數(shù)據(jù)，源于它可以對混合氣味和揮發(fā)性成分進(jìn)行分析、識別和檢測，它由陣列傳感器和可以實(shí)現(xiàn)自動化的模式識別系統(tǒng)構(gòu)成。樣品中揮發(fā)性成分的整體信息它都可以準(zhǔn)確測出。Hai等[14,15]利用3種系統(tǒng)對芝麻油中的玉米油進(jìn)行了全面的分析。潘磊慶等[16]對芝麻油中摻入的大豆油、玉米油、葵花籽油經(jīng)由電子鼻體系PEN3進(jìn)行含量辨別，用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和線性辨別式分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)能夠較好區(qū)別，且LDA方法較PCA方法效果好。

魯小利等[17]研發(fā)出基于生物嗅覺的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為電子鼻的一套模式識別系統(tǒng)。該體系在芝麻油精度、收斂速率和運(yùn)行時(shí)間上的檢測效果較為顯著，在芝麻油以及其他農(nóng)產(chǎn)品的在線動態(tài)監(jiān)測及保真方面應(yīng)用較廣。

電子鼻的傳感技術(shù)也有一定的不足，在檢測精度以及技術(shù)研發(fā)方面還有很大的探索和發(fā)展空間。

3 光譜法檢測芝麻油

熒光光譜法是一種可以檢測結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)以及熒光成分不同的植物油的方法，這種方法不必制備大量的樣品，有較高的靈敏度和選擇性。方慧敏[18]辨別芝麻油、花生油和菜籽油主要通過同步熒光圖和三維熒光等高線譜圖結(jié)合的方法，但能夠發(fā)熒光的物質(zhì)較少，易受溫度等其他條件影響。

劉燕德等[19]在芝麻油中摻入5%～20%不同比例的花生油、大豆油和玉米油配成樣品在4420～12000 cm-1范圍內(nèi)分析，建立PLS定量分析模型和偏最小二乘法進(jìn)行檢測。劉建學(xué)等將大豆油、花生油、棉籽油和菜籽油與芝麻油分別依照體積分?jǐn)?shù)為0.5%～100%的比例混合，通過PCA法和聚類分析法鑒別的模型表明摻假量在5%～100%，辨別率為100%，低于5%則無辨別能力。楊佳等[20]采用近紅外光譜法和化學(xué)計(jì)量法進(jìn)行摻偽和定量鑒別。吳廣臣等對玉米油和棉花籽油的摻入利用此方法進(jìn)行了相關(guān)檢測和討論。Vlachos N等[21]鑒別芝麻油中的橄欖油采用傅里葉紅外光譜法，在3009 cm-1處能夠檢測出摻有9%的玉米油或者6%的葵花籽油等。

4 其他檢測芝麻油的方法

紫外分光光度法是根據(jù)芝麻油中的木脂素等物質(zhì)的特征吸收峰不同從而進(jìn)行定性定量分析的一種方法。朱杏冬等[22]采用紫外分光光度法檢測芝麻油純度，操作簡單，試劑用量少且精密度較高，其含量與波多因改進(jìn)法相似。倪瀾蓀等[23]以正己烷為溶劑測定284 nm處的吸光值，以棉籽油、花生油等做標(biāo)準(zhǔn)加入回收實(shí)驗(yàn)且回收率為97.1%，檢測精度可以達(dá)到0.2 mg/kg。

位麗娜等[24]應(yīng)用聚類分析法對單一和兩種摻偽的芝麻油進(jìn)行檢測，結(jié)合化學(xué)計(jì)量軟件和數(shù)據(jù)分析建立模型，結(jié)果表明在檢測單一摻偽芝麻油時(shí)宜選擇矢量歸一、二階導(dǎo)數(shù)等預(yù)處理方法進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測的準(zhǔn)確率為100%；在檢測兩種摻偽芝麻油時(shí)宜選擇二階導(dǎo)數(shù)預(yù)處理方法建立的模型，可以實(shí)現(xiàn)聚類分析，但有時(shí)理論和模型不相符。它不能檢測出摻假油的種類和性質(zhì)，同時(shí)操作和計(jì)算過程也較為復(fù)雜，因此有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

王貝貝等[25]利用熒光定量PCR技術(shù)依照GenBank中芝麻種屬特異性基因序列和軟件最終合成的特異性引物對芝麻的DNA進(jìn)行檢測。PCR反應(yīng)基本原理是以擬擴(kuò)增的DNA分子為模板，以一對分別與模板互補(bǔ)的寡核苷酸片段為引物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保留復(fù)制的機(jī)制沿著模板鏈延伸直至完成新的DNA合成。PCR技術(shù)的關(guān)鍵是1對引物、1個(gè)Taq酶、3個(gè)溫度(變性溫度、退火溫度、延伸溫度)。熒光定量PCR技術(shù)較PCR技術(shù)具有更高的精密度、靈敏度。熒光定量PCR技術(shù)是根據(jù)熒光信號的變化來顯示DNA模板的含量，此過程要求的條件較為苛刻。通過對多對芝麻油引物的特異性檢測可以得出，芝麻特異性引物S199對芝麻DNA的定量檢測結(jié)果最佳，摻入其他食用油的最低檢出限為1%[26]。

于舸等[27]對比分析了純芝麻油和摻偽芝麻油的一維中紅外光譜特性、同步-異步二維中紅外光譜特性和后者的數(shù)學(xué)模型。他們通過同步-異步二維中紅外相關(guān)譜檢測法結(jié)合多維偏最小二乘法對摻假芝麻油進(jìn)行定性定量分析，最終得出同步-異步二維中紅外相關(guān)譜較同步和異步二維中紅外相關(guān)譜有更完整的摻假油特征信息并且能夠過濾掉不必要的信息，使判別結(jié)果更直接有效。

邵小龍等[28]通過低場核磁技術(shù)檢測摻有大豆油的冷榨、熱炸、精煉的芝麻油，3種摻偽油的最低檢出限分別為10%，5%，5%，在一定程度上能夠較好地區(qū)分芝麻油和大豆油樣品，但是低場核磁檢測儀不能滿足廣大消費(fèi)者的需求。

芝麻油純度快速檢測試劑盒目前在國內(nèi)外基本屬于空白階段，我國市場上僅有一家企業(yè)生產(chǎn)銷售芝麻油純度檢測試劑盒，但檢測效果不甚理想。普通消費(fèi)者只能憑借感官、物理方法進(jìn)行鑒別，效果不佳。顯色法、光譜法、色譜法、電子鼻法等需要技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鑒別，相關(guān)儀器比較昂貴，不能實(shí)現(xiàn)簡單快速檢測。因此，芝麻油純度快速檢測試劑盒的研發(fā)可以實(shí)現(xiàn)快速高效、準(zhǔn)確檢測，操作過程簡單，較低的檢測成本能夠滿足普通消費(fèi)者和基層執(zhí)法人員進(jìn)行鑒別的需求，試劑盒能在檢測摻偽過程中發(fā)揮重要的作用[29,30]。

5 展望

芝麻作為一種珍貴的種子油在食品工業(yè)中發(fā)揮著許多優(yōu)良的性能，它含有多種必需營養(yǎng)素，有利于人體健康，在市場上需求潛力巨大。上述檢測方法各有利弊，在一定程度上可以幫助消費(fèi)者和有關(guān)部門進(jìn)行粗略的判斷。顯色法受時(shí)間、顯色穩(wěn)定性的影響，電子鼻的檢測精度需進(jìn)一步提高，光譜法具有一定的局限性。

我們應(yīng)根據(jù)不同的情況采取不同的方法，同時(shí)結(jié)合科學(xué)的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，加強(qiáng)改進(jìn)和創(chuàng)新意識，爭取開發(fā)出一種能夠快速高效檢測且價(jià)格較為低廉的芝麻油純度檢測方法。