基于~1H-NMR和FT-NIR技术的葵花籽油氧化过程的品质监测研究

【摘要】：本论文为国家自然科学基金项目(NSFC31201365)的重要组成部分,同时得到上海市科委重大攻关项目(11142200403)及上海市教委科研创新项目(11YZ109)的资助。本研究首先对葵花籽油在不同温度贮藏过程中其低场LF-NMR弛豫特性、FT-NIR光谱特性与其理化性质的相关性进行研究,并建立理化指标的预测模型,进而应用1H-NMR指纹图谱技术研究各氧化产物与S21的相关性,最后将判别分析法与LF-NMR技术结合来分析油脂品质,以有效实现食用油品质的鉴别。得到的主要结论如下:(1)葵花籽油在65℃避光贮藏过程中,油样的过氧化值(PV)、共轭二烯值(K232)、共轭三烯(K270)、p-茴香胺值(p-AV)、总极性化合物含量(TPC含量)及峰面积比例(S21、S22)随时间延长呈指数关系增加(r20.93),而S23峰及单组分弛豫时间(T2W)则随时间延长呈指数减小趋势(r20.98),通过多元回归分析可建立理化指标与弛豫特性间的相关性模型(r20.94)。25℃贮藏过程中理化性质及其LF-NMR弛豫特性的变化程度均相对较小,但PV、K232及TPC含量仍与贮藏时间呈良好的线性增大关系(r20.95),其余理化指标及LF-NMR弛豫特性则无明显的规律性变化;二者之间的相关性模型亦较差。研究可为利用油样的LF-NMR弛豫特性快速、有效预测相关理化指标的变化,评判油脂品质提供研究基础。(2)建立快速、有效的理化指标预测方法是监测油脂品质的关键。应用傅里叶变换近红外光谱技术结合不同的定量分析方法建立了葵花籽油4种理化指标(K232、K270、p-AV、TPC)的快速预测模型,并比较了不同光谱预处理方法及建模方法对预测效果的影响。结果表明,葵花籽油原始光谱不经处理、经Norris平滑和一阶导数处理或Norris平滑和二阶导数处理后应用偏最小二乘法(PLS)可分别建立总极性化合物、共轭二、三烯及p-茴香胺值的预测模型,建模决定系数均在0.98以上,交互验证均方根误差(RMSECV)分别为1.37、0.51、0.46,预测均方根偏差(RMSEP)分别为1.24、0.40、0.16。(3)应用1H-NMR指纹图谱技术研究了葵花籽油65℃氧化中氧化产物(共轭烯、醛类、氧化物、芳香烃、游离酸相对含量)的变化规律,并建立氧化产物与S21的相关性模型。1H-NMR结果表明,在65℃贮藏过程中,油样的初级氧化产物随贮藏时间的延长呈先增加后减小的趋势,与氢过氧化物相比,氢过氧化物-共轭二烯优先降解;次级氧化产物及水解产物如醛、环氧化物、游离脂肪酸等随贮藏时间呈良好指数关系(R20.96),芳香烃则随贮藏时间呈先增加后减小的趋势。而LF-NMR检测所得到的油样的S21随贮藏时间延长呈良好的指数增加趋势(R2=0.99)。相关性分析表明,氧化物、游离脂肪酸与S21的相关性最高,模型验证合理可靠。(4)以8种不同品牌的共162个不同氧化程度的葵花籽油为材料,根据国家标准对过氧化值的限量规定将样品分为未氧化油和已氧化油两类,采用LF-NMR弛豫特性结合判别分析建立油脂品质的定性鉴别模型结果表明:利用低场核磁共振弛豫特性T21、S21、T22、S22、T23、T2W实现对葵花籽油品质判别的回判正确率为85.1%,交叉验证的正确率为83.9%,利用低场核磁共振技术对葵花油进行氧化定性分析,省时省力,既无需进行繁杂的理化试验又可节省大量经费,分析结果基本可靠。
【关键词】：1H-NMR FT-NIR 葵花籽油 贮藏
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TS227;O657