菜籽油品質(zhì)快速檢測(cè)技術(shù)分析

龔逸群

摘 要 在設(shè)定的加熱溫度和儲(chǔ)存時(shí)間下，菜籽油的介電特性參數(shù)電容、阻抗及電感值，分別與其品質(zhì)指標(biāo)過(guò)氧化值、酸值及羰基價(jià)之間具有顯著的相關(guān)關(guān)系。建議通過(guò)測(cè)定菜籽油的介電特性值(電容、阻抗及電感值)來(lái)直接計(jì)算品質(zhì)指標(biāo)過(guò)氧化值、酸值及羰基價(jià)。

關(guān)鍵詞 菜籽油介電特性品質(zhì)檢測(cè)儲(chǔ)存電容阻抗

中圖分類號(hào)： TS225.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

對(duì)油脂中揮發(fā)性物質(zhì)和極性化合物含量的測(cè)定，通常采用色譜法，一般生產(chǎn)企業(yè)和使用單位難以完成，因此尋找快速、簡(jiǎn)便、有效的檢測(cè)方法具有現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)極性化合物分子的含量與油脂的介電特性有關(guān)，可以采用簡(jiǎn)單的物理方法檢測(cè)油脂的介電特性，從而確定油脂的品質(zhì)。

Hagura等進(jìn)行了大豆油油炸過(guò)程介電常數(shù)的測(cè)定，得出了介電常數(shù)與油脂的酸價(jià)、密度及相對(duì)黏度均有顯著的相關(guān)性，建議把介電常數(shù)作為油脂等級(jí)評(píng)價(jià)的新指標(biāo)。秦文等研究指出，大豆油介電常數(shù)和電導(dǎo)，分別與酸值、過(guò)氧化值及色度3項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)之間均存在一一對(duì)應(yīng)的線性相關(guān)性，可以用介電常數(shù)和電導(dǎo)來(lái)評(píng)價(jià)大豆油的品質(zhì)。陳慰宗等提出利用介電常數(shù)測(cè)定來(lái)反映食用油的質(zhì)量。王東等分析了環(huán)境溫度與罐貯菜籽油酸值、過(guò)氧化值等之間的關(guān)系，以了解存油品質(zhì)變化規(guī)律。本研究分析了菜籽油經(jīng)過(guò)不同溫度處理后室溫存放一定時(shí)間時(shí)，油品質(zhì)指標(biāo)與介電特性參數(shù)之間的相關(guān)性，以期為食用油脂品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)提供依據(jù)。

一、菜籽油高溫加熱儲(chǔ)存期間品質(zhì)指標(biāo)的變化

菜籽油過(guò)氧化值隨著溫度的升高先增大后減小，隨儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。隨著加熱溫度的升高和儲(chǔ)存期的延長(zhǎng)，菜籽油酸值、皂化值、羰基價(jià)增大，碘值緩慢降低。

二、菜籽油儲(chǔ)存期間介電參數(shù)的變化

菜籽油在儲(chǔ)存期間阻抗呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，第4天和第5天的數(shù)據(jù)明顯高于前3天，同時(shí)，隨溫度的升高阻抗也呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，說(shuō)明高溫加熱改變了菜籽油內(nèi)部束縛電荷所形成的電場(chǎng)，表現(xiàn)在宏觀上阻抗升高。菜籽油在整個(gè)儲(chǔ)存過(guò)程中，電容與阻抗的變化趨勢(shì)相反，菜籽油的電容值隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，同時(shí)隨著溫度的升高，電容值也降低。菜籽油高溫加熱后整個(gè)儲(chǔ)存過(guò)程，電感隨著儲(chǔ)存時(shí)間的變化并不明顯，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而略有升高，隨溫度升高電感增大。

三、菜籽油品質(zhì)與介電參數(shù)的相關(guān)關(guān)系分析

不同溫度下菜籽油理化指標(biāo)與介電特性的相關(guān)關(guān)系：

菜籽油過(guò)氧化值與介電參數(shù)之間有相關(guān)意義。在150℃和170℃下，過(guò)氧化值與阻抗、電容和電感的相關(guān)性都較好，達(dá)到顯著水平。在210℃條件下過(guò)氧化值與阻抗的相關(guān)性變?nèi)酰?30℃下過(guò)氧化值與電感的相關(guān)性最弱。

介電參數(shù)與酸值之間的相關(guān)系數(shù)排序是電容＞阻抗＞電感，隨溫度升高相關(guān)性降低。酸值與電感的相關(guān)性不顯著。與碘值相關(guān)性最好的介電參數(shù)是電容，相關(guān)系數(shù)都在0.9之上，碘價(jià)與電感的相關(guān)性不顯著。

皂化值與介電參數(shù)的相關(guān)性變化較大。在150℃時(shí)，皂化值與3個(gè)介電參數(shù)的相關(guān)性不顯著。在高溫段，皂化價(jià)與阻抗、電容的相關(guān)性達(dá)到顯著水平。在230℃下，皂化價(jià)與阻抗和電容的相關(guān)系數(shù)達(dá)到最好。

與羰基價(jià)相關(guān)性最好的介電參數(shù)是電容，最好的相關(guān)性出現(xiàn)在190℃，在210℃羰基價(jià)與電感的相關(guān)性不顯著。菜籽油品質(zhì)指標(biāo)與電容的相關(guān)性最好，在每個(gè)溫度點(diǎn)上其相關(guān)性都高于另兩個(gè)介電參數(shù)。菜籽油品質(zhì)指標(biāo)與電感之間的相關(guān)性較差。

四、菜籽油品質(zhì)指標(biāo)與介電特性參數(shù)之間關(guān)系模型的建立與驗(yàn)證

選取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中菜籽油理化指標(biāo)的3個(gè)檢測(cè)值過(guò)氧化值(POV)、酸值(AV)及羰基價(jià)(CV)為品質(zhì)參數(shù)，電感值(L)、電容(Cs)和阻抗(Z)為介電參數(shù)，考慮試驗(yàn)過(guò)程的溫度和貯藏時(shí)間等因素，建立對(duì)應(yīng)的回歸方程組，代入試驗(yàn)樣品數(shù)據(jù)，推導(dǎo)而得的計(jì)算值之差，過(guò)氧化值誤差在?.2mmol/kg之內(nèi)，酸值誤差在+0.2之內(nèi)，羰基價(jià)誤差在0.1到+0.2mmol/kg之內(nèi)，都在設(shè)計(jì)的容許誤差范圍之內(nèi)，進(jìn)一步驗(yàn)證了建立的方程組的正確性。

五、討論與結(jié)論

油脂中含有大量不飽和脂肪酸，隨加熱的開(kāi)始?xì)溥^(guò)氧化物先增加，到一定時(shí)間后氫過(guò)氧化物分解成醛、醇等。因此，過(guò)氧化值有短時(shí)下降。隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，熱氧化作用占優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生大量的過(guò)氧化物使過(guò)氧化值急劇上升，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，又發(fā)生熱分解、熱聚合生成醛、酮、醇、環(huán)氧化物等，過(guò)氧化值又緩慢降低。由此可見(jiàn)，植物油過(guò)氧化值較低時(shí)，有害物質(zhì)含量不一定低，由此引起的介電參數(shù)的變化規(guī)律性不強(qiáng)。因此判斷油脂品質(zhì)不能單憑過(guò)氧化值的大小，還應(yīng)參考顏色、酸值、碘值等指標(biāo)。

在1kHz頻率、1V電壓及1mA電流的測(cè)試條件下，本試驗(yàn)中菜籽油隨著加熱溫度的升高和儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，電感阻抗上升，電容下降，品質(zhì)指標(biāo)中過(guò)氧化值、酸值、皂化值及羰基價(jià)均呈上升趨勢(shì)，碘值降低。菜籽油的介電特性參數(shù)電容、阻抗與電感值與國(guó)標(biāo)中的品質(zhì)指標(biāo)過(guò)氧化值、酸價(jià)及羰基價(jià)具有較好的線性相關(guān)關(guān)系，其實(shí)際測(cè)量值與計(jì)算值的誤差在允許范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)菜籽油品質(zhì)的快速檢測(cè)。

菜籽油經(jīng)過(guò)高溫加熱貯藏后，其品質(zhì)開(kāi)始下降，過(guò)氧化值先增大后減小，酸值升高，碘值降低，皂化值變大，羰基價(jià)變大，品質(zhì)變差。對(duì)同樣的油樣用LCR儀測(cè)量其介電參數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)，阻抗上升，電容下降，儲(chǔ)存時(shí)間越長(zhǎng)，電感越大。三個(gè)介電參數(shù)之中，與品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性較好的是電容，較弱的是電感。只是極化程度還受溫度、頻率及物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等綜合因素的影響，情況很復(fù)雜。食用油的主要成分是各種脂肪酸和甘油。當(dāng)受到光、熱等因素的影響時(shí)，這些成分極易因發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)而引起油脂質(zhì)量劣變。油品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法已有很多報(bào)道，但還沒(méi)有形成一種公認(rèn)的檢測(cè)方法。理化指標(biāo)的測(cè)定是必要的，在歐洲極性化合物總含量被廣泛作為評(píng)價(jià)食用油脂品質(zhì)的指標(biāo)，日本主要采用酸值、聚合物及感官指標(biāo)。在我國(guó)新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，食用油的極性化合物成分是品質(zhì)檢測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)。□

（作者單位：信陽(yáng)市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心）

參考文獻(xiàn)：

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