浅析核磁共振在油菜籽含油量测定中的应用

◎ 杜世荣

（中储粮新疆质检中心有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

核磁共振技术是一种常用于油料检测的非破坏性分析技术，也是一种快速、高效、便捷的无损检测方法[1-2]。本文介绍了如何利用核磁共振法测定油菜籽含油量的方法，将其与国标法（索氏抽提）进行稳定性、准确性比较，验证了核磁共振技术的稳定性和可靠性。

1 材料及方法

1.1 实验材料

油菜籽（新疆伊犁昭苏）、精炼菜籽油（市场购买）。

1.2 实验仪器与试剂

HCY-10 核磁共振仪、粉碎机、索氏抽提仪、烘箱、分析天平、石油醚（分析纯，沸程60～90 ℃）。

1.3 实验方法

选取不同含油量的油菜籽样品9 份作为研究对象，每份约500 g，除去杂质和矿物质。通过分样器混匀后均匀分成2 份，每份约50 g。

1.3.1 制作标准品

使用索氏抽提法，多次测定样品，记录检测结果并进行数据处理，确定最终含量。按照核磁共振标准样品制备要求，把样品制备成标准样，并调节核磁共振仪参数，使显示含量和确定值一致[3]。

（1）标准样品的要求。制备水分为8.0%的昭苏县油菜籽，选择过上层筛2.5 mm、过下层筛2.0 mm的饱满颗粒，除去杂质、不完善粒、碎石、灰尘等矿物质后备用，干燥、密封、阴凉避光保存。

（2）标准品含油量检测。按索氏抽提法制备样品的要求，把已挑选好的油菜籽装入15 个抽提纸筒内，确保在不撒漏的情况下开始抽提，对检测结果进行数据分析，选择其中9 个数据计算平均值，此结果作为标准样品的最终含油量。

1.3.2 制作标准试管

（1）制作标准试管的目的。核磁共振法测定油菜籽含油量是一个复杂且精密的过程，其中涉及多个因素，包括标准样品、被测样品的质量、测试时的试管体积等。这些因素之间会相互作用，对测定结果产生影响。其中，标准样品和被测样品在试管内的体积大小，是影响测定结果的关键因素。为了解决这个问题，在使用试管时，需挑选刻度与容积一致的试管，以确保标准样品和被测样品的体积一致，从而减小误差，提高测定结果的准确性[4]。

（2）标准试管的选择。选择专用的核磁共振试管，并对试管进行清洗、烘干和冷却处理，以确保核磁共振测试的准确性和可靠性。之后，用精确的刻度移液管，将5.0 mL 的蒸馏水精准地加入每个试管中，以备后续使用。通过严格的实验前准备和试管管理，可以最大程度地减少误差，提高实验的可重复性。

（3）标准样品的装管。准确称取油菜籽标准样品2～3 份，每份3.5 g（必须确保和刻度线平齐），按GB/T 14489.1 方法，装入备好的玻璃试管中，用蜡封口贴上标签（标注好相关信息，方便检测过程溯源）。

1.3.3 试样的处理

（1）去杂。称量测试样品约200 g，经规定筛层筛理后，除去筛下物，倒入白瓷盘中，25°斜面倾斜，用软毛笔剔除油菜籽中的所有杂质，装入试样瓶编号备用。

（2）去水。按照5009.3 要求，放入干燥箱中，103 ℃烘至恒重，计算结果[5]。

1.3.4 仪器操作

（1）仪器调试。通电预热30 min 后，射频增益调至“5”、扫场宽度调至“5”；音频增益调至与该油菜籽含油量接近的范围（37～40）；测试选择Ⅱ、时间36 s。通过共振调谐，使得两峰重叠。

（2）测试数据。将装有被测样品的试管轻轻放入核磁共振仪，按下“复位”键，即出现第1 组检测数据；继续检测，得到第2 组检测数据。样品的检测数据差值应在国家标准允许范围内，如果检测数据差值过大，则继续重复检测，取符合允差要求的数据，即为该样品的检测结果。

2 结果与讨论

2.1 索氏抽提法和核磁共振法的比较

为了验证2 种方法测定油菜籽的差值大小，分别用2 种不同方法对9 份油菜籽进行含油量测定，核磁共振法与索氏抽提法测得值比较结果见表1。

表1 索氏抽提法和核磁共振法比较表

由表1 可知，2 种方法测得值最大相差值为0.64，最小相差值为0.01，结果符合GB/T 14488.1—2008 中再现性1.6%的要求。

2.2 精密度测定

为了验证2 种方法的精密度是否一致、稳定性是否可靠，分别运用2 种不同方法对同一份油菜籽进行10 次含油量测定，结果见表2。

表2 精密度实验数据表

通过计算，索氏抽提法方差为S21=0.117 973，核磁共振法方差为S22=0.053 188，查F分布表，临界 值F0.05，（9，9）=3.18，F=S21/S22=2.22＜F0.05，（9，9）=3.18。

由表2 可知，索氏抽提法标准偏差为0.232，核磁共振法标准偏差为0.241。由此可知，索氏抽提法与核磁共振法均具有较高的稳定性。F=2.2 表明2 种方法的方差不显著，即测定精密度一致。

2.3 准确度检验

为了对核磁共振法的准确性进行评价，向抽提后的油菜籽饼粕中添加精炼后的菜籽油，通过核磁共振法，检测菜籽饼粕的含油量和理论值的偏差情况，计算回收率来衡量核磁共振法的准确性，具体实验数据见表3。

表3 回收率实验数据表

由表3 可以发现，使用核磁共振测定加入已知数量的精炼油，含量和理论值偏差不大，在1 以内，相对偏差在0.05 以内，回收率为96.98%～100.12%，符合95%～105%的要求[1]，说明使用核磁共振法测油菜籽含油量具有较好的准确度。

2.4 t 检验法分析显著性差异

为了进一步分析核磁共振法与索氏抽提法在油菜籽含油量测定中的显著性差异，本研究采用了t检验法，对实验数据进行统计分析。①对2 种方法的平均值进行计算，得到索氏抽提法的平均值为35.5%，核磁共振法的平均值为35.1%。②计算t值。根据t检验的公式，t=（样本平均值差－总体平均值差）/标准误差。在本研究中，样本平均值差为0.4%，总体平均值差为0.0%，标准误差分别为0.232 和0.241。③计算得到t值为0.048。根据t分布表，当自由度为9（df=9）时，t值为2.216。由于0.048 ＜2.216，可以得出结论：2 种方法在油菜籽含油量测定中存在显著性差异。

综上，核磁共振法与索氏抽提法在油菜籽含油量测定中，均具有较高的准确性、精密度和稳定性。

3 结论

本研究通过对比分析核磁共振法与索氏抽提法在油菜籽含油量测定中的结果，发现2 种方法在准确性、精密度和稳定性方面，均具有较高的可靠性。其中，核磁共振法在油菜籽含油量测定中具有较好的准确度和精密度，与索氏抽提法差别较小。因此，核磁共振法可作为一种快速检测工具，提高油菜籽的收购进度。未来，相关研究应继续优化核磁共振法在油菜籽含油量测定中的应用，为我国油菜籽产业的发展提供有力支持。