食用油脂是基于人們生活中不可缺少的能源物質。如果食用油脂中存在磷脂,太赫就會影響油脂的兹光中品質,如油脂的谱快色澤和貨架期等。脫膠是速检酸含油脂精煉過程中的關鍵步驟,主要技術指標為大豆毛油中的豆油磷脂含量。實驗室中,磷脂量檢測大豆油脂中磷脂類物質常采用的基于方法是薄層色譜法(Thin-layerchromatography,TLC)和高效液相色譜
(Highperformanceliquidchromatography,太赫HPLC),兹光中此兩種方法存在缺陷,谱快如TLC法定量時需采用薄層掃描儀計算分值,速检酸含幹擾因素多,豆油試驗條件嚴苛,磷脂量重複性較差;HPLC法的基于成本昂貴,同時需要複雜的前處理。實際生產中,常采用280℃加熱試驗的方法檢測脫膠後大豆油中磷脂的含量,該方法僅通過觀察油脂顏色變化以及絮狀沉澱的產生來判定磷脂含量,其結果並不準確。
一般情況下,經水化脫膠後,能夠將油脂中的磷脂除去80%左右,剩餘磷脂為非水化磷脂,是多種磷脂組分的混合物,主要成分是磷脂酸。尋找一種快速、無損並且精度較高的檢測磷脂酸含量的方法顯得尤為重要。
太赫茲波(Terahertz,THz)是頻率在0.1~10THz之間的電磁波,具有透視性、安全性和指紋性等特性。太赫茲時域光譜(Terahertztimedo-mainspectroscopy,THz-TDS)技術是一種嶄新的光譜探測技術,該技術基於超短相幹脈衝的產生與探測原理,通過測量輻射脈衝的電場振幅,可在其覆蓋的頻率範圍內同時獲得太赫茲波的強度和相位信息,在材料的遠紅外物性研究中有重要的應用。由於脈衝具有低能性,不會使得生物分子產生光致電離,因此它是一種有效的無損檢測方法,非常適合於生物分子的研究。太赫茲時域光譜分析作為一種檢測方法,獨特之處是具有較快的分析速度,對樣本內部和外表沒有任何損壞,能同時獲得樣本的相位和振幅信息,且能測量分子間弱相互作用以及晶體中晶格低頻振動等分子集體振動信息。
THz-TDS作為一項高新分析技術,近年來得到迅速發展。李利龍等采用透射型THz-TDS測量兩種調和油、7種植物油的THz吸收譜,得到它們的特征吸收參數,對它們的特征吸收峰進行分析和對比,最終得出結論,脂類有機大分子在THz波段存在差異性吸收。廉飛宇等采用太赫茲時域光譜研究4種食用油在0.2~1.6THz波段的延時特性和折射率特性,試驗表明,相對於色譜法和其它理化檢測方法,太赫茲時域光譜法具有非破壞性、簡單、安全可靠的特點。Liu等提出一種基於太赫茲光譜和化學計量工具的理化質量參數,用於轉基因棉籽油的非破壞性快速鑒別方法,應用偏最小二乘判別分析建立識別模型並對其進行預測,結果表明,太赫茲光譜可用作鑒定不同的轉基因棉籽油及非轉基因棉籽油。Liu等研究使用太赫茲光譜法快速測定大豆油中黃曲黴毒素B1(aflatoxinB1,AFB1)的可行性,將太赫茲吸收光譜與反向傳播神經網絡和t-SNE預處理方法結合,獲得最佳模型,定量預測大豆油中AFB1濃度,並確定AFB1的檢測限。目前已有對太赫茲光譜技術在油脂檢測方麵的應用研究,而對磷脂酸的分析未見相關報道。
本試驗中首先將一級大豆油用矽膠處理,然後向大豆油中添加不同量的磷脂酸製得人工模擬毛油,在室溫下對樣品進行太赫茲光譜掃描,得到大豆油脂樣品的時域譜,通過傅裏葉變換和計算得到樣品的頻域譜和吸收譜。將樣品的吸收譜作為輸入變量建立偏最小二乘(Partialleastsquares,PLS)模型,研究其與高效液相色譜法檢測的磷脂酸實際含量的偏差,以期實現快速、無損檢測大豆油中的磷脂含量,為脫膠過程中大豆毛油殘磷量的動態監控分析奠定理論基礎。
一級大豆油,九三集團哈爾濱惠康食品有限公司;磷脂酸,河南明瑞食品添加劑有限公司;磷脂酸標準品,西格瑪化工公司;矽膠(200~300目),武漢市矽利康有機矽材料有限公司;正己烷(色譜純),天津順隆達科技公司;異丙醇(色譜純),天津市化學試劑三廠。以上試劑無特殊說明者均為分析純。
Z-1太赫茲係統,美國Zomega公司;Wa-ters1525高效液相色譜儀,美國Waters公司;AR2140電子精密天平,梅特勒-托利多儀器有限公司;樣品池比色皿,江蘇晶科光學儀器設備製造廠;DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器,鞏義市英峪高科儀器廠;SZ-1型快速混勻器,江蘇省金壇市金城國勝實驗儀器廠;101-3-S型電熱鼓風幹燥箱,上海躍進醫療器械廠;恒溫水浴振蕩器,金壇市順華儀器有限公司。
稱取200g矽膠(200~300目),放入托盤中,在105℃的烘箱中活化2h。稱取50mL一級大豆油,加入到250mL錐形瓶中,再加入6g活化矽膠,在55℃,轉速85r/min的恒溫水浴振蕩器上振搖60min,均勻吸附、離心後取上清液,添加一定量的磷脂酸,在40℃的磁力攪拌器上攪拌均勻,即可製備出大豆毛油樣品。重複以上操作,稱取不同量磷脂酸(精確到0.0001g)溶解在經矽膠吸附後的大豆油中,製備出105份模擬脫膠大豆毛油樣品,編成1~105號,並通過高效液相色譜檢測製得的105個樣品中磷脂酸含量,測得其含量分布在0.0541~2.3941g/50g,平均值為0.9963g/50g,樣品範圍較適中,且在各個範圍內的樣品分布個數比較均勻,保證了之後模型預測的準確性。
相關鏈接:正己烷,異丙醇,黃曲黴毒素B1,大豆油
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