芝麻油中掺加大豆油鉴别方法的研究

2020-05-24王艳华侯俊财

中国粮油学报 2020年2期

王芳王艳华侯俊财

(青岛科创质量检测有限公司1，青岛 266100)(齐齐哈尔市食品药品检验检测中心2，齐齐哈尔 161005)(东北农业大学3，哈尔滨 150030)

在食用油市场上，由于芝麻油销量大、价格高、利润丰厚，许多商家大量伪造、制售假芝麻油，其中将一定比例的大豆油掺到芝麻油中是普遍掺假现象，有的是直接使用大豆油兑香油精制成的假芝麻油。目前，鉴别假芝麻油的方法有：挥发性成分色谱指纹图谱法[1]，显色检测[2,3]，分光光度法[4]，近红外光谱法[5]，但是这些方法的准确性不高，特别是对芝麻油中掺大豆油制成的假芝麻油难以准确检测，不能准确计算掺假芝麻油中大豆油含量。所以需要换个思路来研究新的检测掺假方法，依据脂肪酸组成及含量对假芝麻油进行定性分析。芝麻油中脂肪酸种类主要有棕榈酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1n9c)和亚油酸(C18∶2n6c)。大豆油中脂肪酸种类主要有C16∶0、C18∶0、C18∶1n9c、C18∶2n6c和亚麻酸(C18∶3n3c)。而且芝麻油中各脂肪酸的含量与大豆油不同，依据脂肪酸含量的不同可以鉴别芝麻油中是否掺加大豆油，也可以依据脂肪酸含量计算芝麻油中掺加大豆油的比例。

本实验是通过测量国内市场上多种芝麻油及大豆油脂肪酸组成及含量，分析芝麻油和大豆油中各种脂肪酸的数值差异及变化范围，选出两种脂肪酸作为特征指标。用二元一次方程计算芝麻油中掺加大豆油的含量，并评价建立的方法计算所得的实测含量与含量客观真实值之间的差异。

1 材料与方法

1.1 实验材料与仪器

本实验中使用的原料为市售9种芝麻油和8种大豆油，其中6种为非转基因大豆油，2种为转基因大豆油；氢氧化钠、甲醇、三氟化硼(分析纯)，正已烷(色谱纯)；标准品：37种脂肪酸甲酯混标(10 mg/mL)。

气相色谱仪(Agilent 7890A)，色谱柱为脂肪酸甲酯分析专用柱(SUPELCO SPTM-2560)。

1.2 特征脂肪酸种类的确定及芝麻油中掺加大豆油含量计算的误差分析

测量9种市售芝麻油和8种大豆油的脂肪酸组成，使用归一化法计算各脂肪酸含量。按芝麻油和大豆油中脂肪酸含量差异，选出两种特征脂肪酸。将5种芝麻油与5种大豆油按3个比例进行混合，芝麻油∶大豆油的比例分别为9∶1、7∶3、1∶1。共75种混合方法。检测混合油中这两个特征脂肪酸含量，将其代入二元一次方程中计算芝麻油中掺加大豆油的含量，并计算实测含量与含量真实值之间的误差。

1.3 芝麻油、大豆油及混合油脂肪酸组成分析方法

对样品进行甲酯化后用气相色谱测定脂肪酸组成及含量[6]。样品甲酯化过程：称量30 mg脂肪于10 mL试管中，向试管中加入2 mL 0.5 mol/L甲醇-氢氧化钠，40 ℃水浴加热20 min，再加入2 mL三氟化硼-甲醇(1∶3)，40 ℃水浴加热20 min，冷却后加入2 mL正已烷振荡萃取，吸出正已烷层，再加入1 mL正已烷振荡萃取，将两次萃取液混合至10 mL试管中，加入1 g无水硫酸钠吸水后供气相色谱仪分析。每个样品做2个平行样。

色谱柱为强极性毛细管柱SUPELCO SPTM-2560(100 m×0.25 mm ×0.2 μm)。气相升温程序中初始温度为140 ℃，保持5 min，之后温度以5 ℃/min的速率升高至240 ℃，保持25 min。载气为氮气，速度为1.4 mL/min。进样口温度为250 ℃，氢火焰检测器温度为260 ℃。

2 结果与分析

2.1 芝麻油中大豆油含量计算方法的理论模型

检测样品中脂肪酸组成及含量，用芝麻油和大豆油的比例以及两种特征脂肪酸的实测值列二元一次方程，求得实测油中芝麻油与大豆油的含量百分比。

ax+by=m×100

cx+dy=n×100

式中：x为芝麻油含量、y为大豆油含量、a为芝麻油中第一种特征脂肪酸的含量平均值；b为大豆油中第一种特征脂肪酸的含量平均值；c为芝麻油中第二种特征脂肪酸的含量平均值；d为大豆油中第二种特征脂肪酸的含量平均值；m为实测样品中第一种特征脂肪酸的实测值；n为实测样品中第二种特征脂肪酸的实测值。a、b、c、d为常数，a、b、c、d、x、y、m、n单位均为g/100 g。

但是芝麻油和大豆油中每种脂肪酸的含量都不是一个定值，而是一个范围，例如GB/T 8233—2008中给出的芝麻油中C18∶1n9c含量范围为34.4～45.5 g/100 g、C18∶3n3c含量范围为0.2～1.0 g/100 g。GB/T 1535—2017中给出的大豆油中C18∶1n9c，C18∶3n3c含量范围分别为17.0～30.0，4.2～11.0 g/100 g。这两个国标中给出的数据均来源于国际食品法典委员会标准Codex-Stan 210《指定的植物油法典标准》[7]，这个标准是1999年制定的，数据来源于全球各个大豆及芝麻产地，本实验以上述标准作为芝麻油是否掺假的主要判断依据，建立国内市场上销售的芝麻油是否掺假的检测方法。

2.2 芝麻油和大豆油中特征脂肪酸的确定

2.3 芝麻油中掺加大豆油含量计算的误差分析

本实验中5种芝麻油与5种大豆油分别按9∶1、7∶3、1∶1的比例混合，制成混合油。检测混合油中的特征脂肪酸C18∶1n9c和C18∶3n3含量，用上述公式计算混合油中芝麻油的实测含量，并计算实测值与芝麻油含量真实值之间的误差，分析误差来源。

表2为比例为9∶1的混合油中芝麻油含量真实值、实测值和误差分析。表2给出了制作混合油所用的芝麻油和大豆油中C18∶1n9c和C18∶3n3含量，用这4个数值以及芝麻油含量真实值算出样品中芝麻油含量的理论计算值，来评估由于人员操作和仪器稳定性带来的人员误差和系统误差。理论计算值公式如下：

表1 芝麻油和大豆油中脂肪酸的含量

表2 比例为9∶1时混合油中芝麻油含量的误差分析

式中：x为芝麻油含量的实测值，m为实测样品中C18∶1n9c含量的实测值，n为实测样品中C18∶1n9c含量的实测值。x1、x0、e、f、g、h、m、n的单位均为g/100 g。

式中：p0为理论计算值与实测值之间的误差。

式中：p为实测值与真实值的误差。

由表2可以看出，实测值与真实值的误差较大，芝麻油与大豆油按9 ∶1混合时的误差均小于10%，其最大误差为8.16%，最小误差为0.27%。所以这个实验方法的误差来源主要是将特征脂肪酸含量设为一个常数所带来的计算误差，芝麻油和大豆油中C18∶1n9c和C18∶3n3的含量是一个变化范围，将其变化范围的中位数设为常数会给计算带来一定的误差，由表2的数据可以看出计算误差是这个实验方法的主要误差来源。

表3为比例为7∶3的混合油中芝麻油含量真实值、实测值和误差分析。由表3可以看出，芝麻油与大豆油混合比例为7∶3时，实测值与真实值间的误差比混合比例9∶1时的大，但其误差均小于20%。误差最小值为1.09%，最大值为15.55%。

表3 比例为7∶3时混合油中芝麻油含量的误差分析

表4为比例为1∶1的混合油中芝麻油含量真实值、实测值和误差分析。由表4可以看出，芝麻油与大豆油混合比例为1∶1时，实测值与真实值间的误差比混合比例7∶3时的大，误差最小值为2.59%，最大值为30.35%。与混合比例为9∶1和7∶3的误差数据对比可以得出，大豆油含量越大真实值与实测值间的误差越大。是因为大豆油中C18∶3n3含量范围为(6.110±0.007)～(10.356±0.017)g/100 g，其含量范围是4个特征性脂肪酸中最大的，将其变化范围的中位数8.233 g/100 g设为常数给计算带来的误差也最大。

表4 比例为1∶1时混合油中芝麻油含量的误差分析

芝麻油中C18∶1n9c含量范围为(37.234±0.005)～(41.286±0.054) g/100 g，C18∶3n3含量范围为(0.262±0.001)～(0.372±0.001) g/100 g。当样品中C18∶1n9c含量小于37.234 g/100 g，而且C18∶3n3c含量大于0.372 g/100 g时就可以确定此样品为掺了大豆油的假芝麻油。通过测量样品中C18∶1n9c和C18∶3n3两种特征脂肪酸含量，使用二元一次方程计算芝麻油中掺加大豆油的含量的方法是可行的。

(1)

式中：x为芝麻油含量的实测值；m为样品中C18∶1n9c含量的实测值；n为为样品中C18∶1n9c含量的实测值。x,m,n的单位均为g/100 g。

芝麻油含量大约为90%时，最大误差为8.16%，其结果为(实测值±7.36) g/100 g；芝麻油含量大约为70%时，最大误差为15.55%，其结果为(实测值±10.84) g/100 g；芝麻油含量大约为50%时，最大误差为30.35%，其结果为(实测值±15.00) g/100 g。如果使用这个公式计算得出芝麻油含量小于35%，由于误差太大，这个计算方法不再适用，只能得出大豆油含量大于50%的结论，不能给出准确大豆油含量数值。

目前现有的其他鉴别假芝麻油的方法有：挥发性成分色谱指纹图谱法，蔗糖盐酸显色法，糠醛显色法，分光光度法，近红外光谱法等。这些方法是依据芝麻油中的挥发性成分与其他种类油脂不同来进行分析，这些挥发性成分不是芝麻油中的主要成分，而且由于样品的工艺及原料品种不同，这些方法的灵敏度不高[2,3]。本实验是对芝麻油的脂肪酸进行分析，脂肪是芝麻油中的主要成分，这种分析方法灵敏度较高，可以对掺假芝麻油进行准确定性和定量。