基于傅立叶变换红外光谱1120cm_1_1097cm_1_波段吸收峰差异鉴别地沟

·论著·
基于傅立叶变换红外光谱1120 c m－1～ 1097 c m－1
波段吸收峰差异鉴别地沟油
杨冬燕 1 ，李浩 1 ，杨永存 1 ，邓香香 2 ，耿艺介 1 ，邓平建1
1．深圳市疾病预防控制中心，广东深圳518055; 2．南华大学，湖南衡阳421001
摘要: 目的基于傅立叶变换红外光谱1120 cm － 1 ～ 1097 cm － 1 波段吸收峰差异鉴别地沟油，为植物油市场监管提供技术支持。

方法收集市售所有12 个品种食用植物油76 份，地沟油毛油36 份，并按照脱臭、脱色、脱酸工艺炼制不同精炼程度的精炼地沟油26 份，采集各类油脂样品的傅立叶变换中红外吸收光谱，通过比较分析各类样品1120 cm － 1 ～1097 cm － 1 波段吸收峰差异，评估此处吸收峰对鉴别“地沟油”与食用植物油的有效性。

结果除茶籽油和橄榄油之外的10 种食用植物油在1120 cm － 1 ～ 1097 cm －1范围内峰形相似，分别在1119cm － 1 附近和1098 cm － 1 附近出现的2 个小峰，并呈现“小大峰”，而所有地沟油毛油及3 种精炼程度不同的精炼地沟油在相应峰位出现的 2 个小峰与食用植物油相比峰高出现逆转，呈现“大小峰”。

结论基于傅立叶变换红外光谱1120 cm － 1 ～ 1097 cm － 1 波段吸收峰差异可辅助鉴别地沟油与多种食用植物油。

关键词: 傅立叶变换红外光谱; 地沟油; 食用植物油; 鉴别
中图分类号: O657． 33 文献标识码: A 文章编号: 1004 － 8685( 2014) 06 － 0765 － 04
I d e n t ific a t io n of t r e n c h oils ba se d o n t h e ab so r p t io n p e ak d iffe r e n ce i n t h e r an ge
of 1120 c m－ 1 ～ 1097 c m－ 1 b y F o u r ie r t r an sfo r m i n f r a r e d s p ec t r osco p y YANG D o n g－y an* ，LI Ha o，YANG Y o n g－ cun，DENG Xian g－x ian g，GENG Yi － jie，DENG Pin g－ jian
* Sh e n z h e n Ce nt er f or D i se a se Co nt ro l and P reve nti o n，Sh e n z h e n 518055，C hina
A b s t r a c t:Obj ec t ive T o identi fy trench o ils f r o m edible v e g e table o ils b y F o urier trans fo rm in f rared spec tr o sc o p y( FI TＲ)，
and pr ov ide techn o l ogy supp o rt fo r market super v isi o n of v e g etable o ils．M e th o d s A t o tal of 138 o ils includin g 76 edible v e g e- table o ils of 12 kinds，36 bi o－w aste crude o ils and 26 re f ined trench o ils w ere c o llected t o anal yz e the abs o rpti o n peak s di ff er- ence in the ran g e of 1120 cm － 1 ～ 1097 cm － 1 b y FITＲ，in o rder t o e v aluate the e ff ecti v eness of ab s o rpti o n peak in discriminatin g di ff erent o ils．Ｒe s u l t s E x cept the tea－ seed o il and o li v e o il，the abs o rpti o n peaks of the o ther 10 kinds of edible v e g etable o ils w ere similar in the ran g e o f 1120 cm － 1 ～ 1097 cm －1． There w ere 2 small peaks near 1119 cm － 1 and 1098 cm － 1 ，sh ow in g "
small － bi g peaks"． While the t wo abs o rpti o n peaks in the c o rre sp o ndin g peak p o siti o n of all the bi o－w aste crude o ils and three re f ined trench o ils re v ersed，sh ow in g" bi g－ small peaks"．C o n cl u sio n The meth o d based o n the abs o rpti o n peak di ff er- ence in the ran g e o f 1120 cm － 1 ～ 1097 cm －1b y FITＲ can e ff ecti v el y identi fy trench o ils f r o m man y kinds of edible v e g etable o ils．
K ey W o r d s: FITＲ; Trench o il; Edible v e g etable o il; Discriminate
近年来，国内市场频现生物废弃油脂回流餐桌的现象，这些源自餐厨废弃油脂、泔水、地沟、动物油脂及内脏的生物废弃油脂、经脱臭、脱色及脱酸处理成为目前大众所说的“地沟油”。

为了追求暴利，不法分子将地沟油与食用植物油勾兑或冒充食用植物油进行销售，对人民群众的身体健康和生命安全造成了严重的危害［1 ，2］。

针对这种现象，有关地沟油与食用植物油的鉴别方法的研究成为近几年食品安全检验技术领域的热点，这些检验方法涉及的检测指标多达数十种，包括油脂检验常规指标、内源性标志物、外源性
基金项目: 深圳市科技计划重点项目(201201008 );深圳市技术研究开发计划技术攻关项目(J S GG20120615085737935)作者简介: 杨冬燕( 1972 －)，女，硕士，主任技师，主要从事食品卫生检验与评价工作。

标志物等。

采用的检测方法包括红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱、原子光谱等光谱方法、气相色谱、液相色谱等色谱方法以及核磁共振谱、气滋味谱( 电子鼻、电子舌) 等多种分析技术及手段［3 － 5］，但迄今为止仍未能建立普遍有效的地沟油鉴别方法。

傅立叶变换红外光谱( F o urier T rans fo rm In f rared S pectr o sc o p y，F T IＲ) 技术具有简单、快速、无损分析等优点。

物质在中红外光谱( M IＲS ) 频段范围内( 4000c m－1 ～400c m－1 ) 的吸收峰具有分子结构的特征性。

对于成分复杂的地沟油、老火油，其F T IＲ谱图的峰位、峰形和峰强就是混合物种各组分不同基团谱峰叠加的结果，混合物组分改变直接导致F T IＲ谱图变化，由此构成F T IＲ的宏观指纹性［6 ，7］。

基于此，目前F T IＲ技术已被用于食用油脂品质检测、真伪鉴别、地沟油鉴别、掺杂定量等［8－10］。

许洪勇等报道在F T-
I Ｒ 谱图 1710 cm － 1 附近存在不同于食用植物油的地 沟油特征峰［11］。

刘玲玲等也观察到部分伪食用油会
出现
1710 c m － 1 附近的羧基特征峰［12］。

但同时表明 伪食用油的来源复杂，特征各异，该峰不具有普遍性。

可能基于获得地沟油的困难，以往大部分研究的地沟 油样品数量较少，且来源于废油处理公司或工商部门 收没，其炼制工艺及初始来源不清楚，甚至不能完全 确认其地沟油身份。

本课题组充分考虑样品数量及样品确定性对分 析结果的影响，从深圳两家大型餐厨废弃物回收公司 收集多个批次生物废弃油脂，并按照前期建立的地沟 油标 准物质制备方法制 备不同精炼程度的地沟 油［13］，同时收集市场常见的不同油料来源、不同品牌 的多种食用植物油，重点关注地沟油与正常食用植物
油 F T I Ｒ 谱图在
1120 cm － 1 ～ 1097 cm － 1 波段吸收峰的 差异，建立基于此波段 F T I Ｒ 谱图差异鉴别地沟油的 方法。

1 材料与方法
1． 1 材料 1． 1． 1 食 用 植 物 油 食 用 植 物 油 76 份，编 号 为 Z C001 － Z C076，分别购自深圳市各大超市，样品种类
和数量见表
1。

表
1 正常植物油样品种类及数量 玉米油 8 调和油 14 花生油 8
芝麻油 5 葵花籽油 6 芥花籽油 4 茶籽油 5 橄榄油 15 花椒油 2 亚麻籽油 1 稻米油
1
1． 1． 2 地沟油毛油 地沟油毛油指未经过脱臭、脱
色、脱酸等精炼环节，只通过油水分离、去除食物掺杂 后获得的粗制地沟 油，共 36 份，编 号 为 D M 001 － D M 036，分别从深圳市腾浪再生资源发展有限公司和 深圳瑞赛尔环保股份有限公司分批采集。

1． 1． 3 精炼地沟油 精炼地沟油包括精炼程度不同 的 26 个样品，编号为 DJ001 － DJ026，其中只经过脱臭
环节的样品 10 个，经过脱臭和脱色环节的样品 7 个，
经过脱臭、脱色、脱酸环节的样品 9 个。

这些精炼地
沟油由本实验室按“地沟油”标准物质制备方法分批
分阶段制备［13］。

1． 2 仪器与试剂 傅立叶变换红外光谱仪( T EN S O Ｒ 37，德国布鲁克) ; 压片机( FW － 5 型) ，天津拓普仪器 有限公司; 分析纯 KBr ，广州化学试剂厂生产。

1． 3 红外光谱测定 用 150 ℃ 烘干 12 h 后的分析纯
KBr 研细压片，于傅立叶变换红外光谱仪上测定背景 红外光谱图，然后取待测样品 10 μl 均匀涂抹于已测 定背景的 KBr 压片上，进行红外光谱扫描，扫描范围 为 4000 c m － 1 ～ 400 cm － 1 ，分辨率 0． 3，扫描次数 16， 运用 OPU S 软件对谱图进行分析和处理，采用水蒸汽 补偿、点平滑、基线校正等预处理方法处理谱图。

2 结果与讨论
2． 1 食用植物油与精炼地沟油中红外 4000 cm － 1 ～ 400 cm － 1 全波段光谱图 随机分别在食用植物油样 品组中和精炼地沟油样品组中选取 1 个样品的中红 外
4000 cm － 1 ～ 400 cm － 1 全波段光谱图( 以吸收值为 纵坐标，波数为横坐标) ( 图 1 和图 2 ) 。

图中可见食
用植物油与精炼地沟油在
1200 cm － 1 ～ 1097 cm － 1 波 段范围内的
2 个小峰的峰高发生逆转。

图
1 食用植物油的红外光谱图( 4000 c m － 1
～ 400 cm － 1 )
图
2 精炼地沟油的红外光谱图( 4000 c m － 1
～ 400 cm － 1
)
2． 2 不同种类食用植物油 1120 cm － 1 ～ 1097 cm － 1 范
围内特征峰形 本研究采集了 12 种市售正常食用植
物油 4000 cm － 1 ～ 400 cm － 1
范围红外光谱图，其中包 括大豆油、玉米油、调和油、花生油、芝 麻油、葵 花籽 油、芥花籽油、花椒油、亚麻籽油和稻米油的 10 种食
用植物油在
1120 c m － 1
～ 1097 cm － 1 范围内峰形相似， 即在
1119 c m － 1 附近和 1098 cm － 1 附近各出现 1 个小 峰，且
1119 cm － 1
附近小峰的峰高低于 1098 cm － 1 附近 的小峰峰高，因此在
1120 c m － 1 ～ 1097 cm － 1 范围内呈 现“小大峰”
( 图 3) 。

而茶籽油和橄榄油在 1120 cm － 1 ～ 1097 cm － 1 范围内峰形与上述 10 种食用植物油不
同，在相应峰位呈现“大小峰”( 图 4) ，即
1119 cm － 1 附 近小峰的峰高高于
1098 c m － 1 附近的小峰峰高。

中国卫生检验杂志2014年3月第24卷第6期Chin J Health L ab T ec，M ar2014，V o l24，N o 6·767·
注:a 是大豆油红外光谱图;b 是调和油红外光谱图;c 是葵花籽油
红外光谱图;d 是花生油红外光谱图;e 是芝麻油红外光谱图;f是芥花
籽油红外光谱图;g是玉米油红外光谱图;h 是亚麻籽油、花椒油、稻米
油红外光谱图。

图310种食用植物油1400cm－1～900c m－ 1
范围内红外光谱图
注: a 是茶籽油红外光谱图，b 是橄榄油红外光谱图。

图4茶籽油和橄榄油1400cm－1～900cm－1
范围内红外光谱图
2．3精炼地沟油和地沟油毛油1120 cm －1 ～
1097 c m －1 范围内特征峰形本研究对收集的36 份
地沟油毛油样品和实验室炼制的精炼程度不同的26
个精炼地沟油样品的红外光谱进行采集，其在
1400 c m －1 ～ 900 cm －1范围内红外光谱图如图5 显示。

无论是未经精炼的地沟油毛油，还是在脱臭、脱色和
脱酸3 个精炼中间环节收集的样品的红外光谱谱图
中，在1120 cm －1 ～ 1097 cm －1 范围内的峰形都是
1119 c m －1 附近小峰的峰高高于1098 cm －1附近的小
峰峰高，呈现“大小峰”。

注: a 是脱臭地沟油红外光谱图; b 是脱臭、脱色地沟油红外光谱图;
c 是脱臭、脱色、脱酸地沟油红外光谱图;
d 是地沟油毛油红外光谱图。

图5地沟油毛油和精炼地沟油1400c m－ 1 ～900cm－1
范围内红外光谱图
3 讨论
近年来，国内已有采用傅立叶变换红外光谱技术识别地沟油的文献报道，但大多数研究所采集的正常食用植物油样品种类不全、数量有限，而所采用的地沟油样品有许多来自市场监管部门收没的劣质植物油，这些油样可能只是假冒或劣质油品，并非地沟油。

本研究在深圳多个超市，收集市售所有植物油品种，且每个品种针对不同品牌收集多个样品，而稻米油和芥花籽油各只有一个样品的原因是在深圳各超市只见一个品牌的该类植物油在销售。

而本研究所采用的地沟油全部收集自深圳政府指定的餐厨废弃物回收公司，采用脱臭、脱色、脱酸步骤进行精炼。

考虑到地沟油制售者为节省成本，针对酸度、色泽、臭度不同的地沟油毛油可能会选择性地简化加工工艺，本研究以3 种不同精炼程度的地沟油为样品。

多数以红外光谱技术鉴别地沟油的研究关注的重点是波数1710 cm － 1 附近出现的所谓地沟油特征峰，但同时有研究认为该峰在地沟油中不具有普遍性［11 ，12］。

本课题组对所有食用植物油和地沟油在波数1710 cm － 1 附近的峰形、峰高进行研究发现，该峰位所谓特征峰的出现与油脂酸价有关，并非精炼地沟油特有(另文发表)。

本研究重点关注红外光谱在1120 cm －1 ～ 1097 cm －1范围内的峰形，结果表明在该范围内的2 个小峰在除橄榄油和茶籽油之外的其他所有食用植物油呈现“小大峰”，而包括地沟油毛油和3 种精炼程度不同的精炼地沟油则峰形发生逆转，呈现“大小峰”。

资料显示在1119 cm －1 和1098 cm －1 附近的吸收峰是酯键中碳氧单键( C －O)的伸缩振动峰。

尚不明确橄榄油和茶籽油缘何呈现于地沟油出相似的“大小峰”，而其他食用植物油在该峰位呈现“小大峰”。

尽管橄榄油和茶籽油通过红外光谱在1120 cm － 1 ～ 1097 cm － 1 范围内的峰形无法与地沟油相区别，但这两种植物油的色泽、味道等感官指标与其他植物油有明显差异，且以进口产品为主。

此外，这两种高价植物油一般只针对高端消费群体，销量相当有限，因此到目前为止尚未见地沟油冒充或掺入橄榄油或茶籽油销售的情况出现。

基于此可以认为以红外光谱在1120 cm －1 ～ 1097 cm －1范围内的吸收峰鉴别地沟油可辅助鉴别地沟油与多种食用植物油，有望成为利用红外光谱技术鉴定地沟油的新的关注点。

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收稿日期: 2013 － 10 － 08。