粗榧種子油脂抗氧化性及其脂肪酸組成分析

劉曉嬌，李　彬 ，何鴻舉，樊明濤

(1.商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西商洛　726000;2.河南科技學(xué)院 食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng)　453003；3.西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西楊凌　712100)

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粗榧種子油脂抗氧化性及其脂肪酸組成分析

劉曉嬌1，李彬1，何鴻舉2，樊明濤3

(1.商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西商洛726000;2.河南科技學(xué)院 食品學(xué)院，河南新鄉(xiāng)453003；3.西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西楊凌712100)

摘要以粗榧種子為試材，分析不同濃度的粗榧種子油脂提取物對常用食用油(核桃油、大豆油和花生油)過氧化值的影響，并與維生素E抗氧化性進行比較，探究粗榧種子油脂的抗氧化性，并通過氣相色譜(GC)和高效液相色譜(HPLC)分別測定粗榧種子油脂的脂肪酸組成與脂溶性維生素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明：粗榧種子出油率達(dá)31.45%，高于大豆等油料作物；3種食用植物油在16 d內(nèi)的抗氧化效果均隨粗榧種子油脂提取物添加量的增加而增強，而粗榧種子油的過氧化值幾乎沒有變化；在核桃油中進行粗榧種子油脂和維生素E抗氧化性比較發(fā)現(xiàn)，粗榧種子油抗氧化性明顯高于維生素E。此外，GC分析結(jié)果表明，粗榧種子油的脂肪酸組成以棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)24.31%，其次是質(zhì)量分?jǐn)?shù)不等的硬脂酸(12.74%)、珠光脂酸(8.18%)、十五烷酸(7.69%)等脂肪酸；HPLC檢測結(jié)果表明：粗榧種子油脂中維生素E質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.73 mg/kg, 維生素A質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.63 mg/kg?？梢?，粗榧是一種天然抗氧化物質(zhì)的良好來源，值得進一步開發(fā)和利用。

關(guān)鍵詞粗榧；抗氧化；氣相色譜法；脂肪酸

油脂是日常消費和食品加工中的重要原料，大豆和油菜籽油的產(chǎn)量分別位居世界第1和第3，第2位是棕櫚油[1]。但是含油脂食品在貯運加工中極易被氧化，通過自動氧化產(chǎn)生的異味物質(zhì)，對食品的品質(zhì)和質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。在氧化的初級階段，氫過氧化物是最主要的氧化產(chǎn)物，隨后分解成低分子量的含氧成分，如醇類、醛類、游離脂肪酸和酮，最終導(dǎo)致酸敗[2]。這些小分子的醛類、酮類對身體健康有害，如果食用酸敗的油脂，輕者會引起腹瀉，嚴(yán)重時還可能造成肝臟疾病；再次，隨著油脂的酸敗，食品中的脂溶性維生素如維生素A、維生素D等與水溶性維生素C都將受到破壞；此外，油脂酸敗產(chǎn)生的二羰基化合物還會與食品中的氨基化合物發(fā)生褐變反應(yīng)，產(chǎn)生色變，影響食品的外觀，而且油脂中不飽和脂肪酸分子之間還會以氧橋的方式聚合而增加油脂的粘稠度，改變其流變性[3]。因此，尋求新型油脂和能夠延緩并抑制油脂酸敗的新型抗氧化劑顯得尤為重要。

目前，國內(nèi)外對粗榧的研究多集中在生物學(xué)特性的觀察、栽種技術(shù)、綠化環(huán)保、食用與藥用等方面[4]，而國內(nèi)外對粗榧種子中油脂的提取及脂肪酸組成的研究還未見報道。本試驗擬利用索氏提取法提取粗榧種子中的油脂，通過對不同濃度的油脂提取物在商品油核桃油、大豆油和花生油中過氧化值的變化研究其抗氧化性，并與維生素E進行對比，最后利用氣相色譜(GC)和高效液相色譜(HPLC)分別測定粗榧油脂的脂肪酸組成及維生素A和維生素E的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以期為粗榧在食品抗氧化應(yīng)用方面提供理論依據(jù)。此外，粗榧作為中國亞熱帶重要的特種油料植物，在商洛地區(qū)具有豐富的資源，其有效的開發(fā)利用將會提高秦嶺植物資源的利用率，對商洛地區(qū)油料植物開發(fā)具有促進作用，并可提高其經(jīng)濟效益，符合陜西省商洛市十二五發(fā)展規(guī)劃綱要。

1材料與方法

1.1原料與試劑

原料：粗榧采自商洛市鎮(zhèn)安縣；核桃油、花生油和大豆油均購自商洛市華潤萬家超市。

試劑：維生素A、維生素E標(biāo)準(zhǔn)品均購自中國藥品生物制品檢定所；無水乙醚、三氯甲烷、冰乙酸、碘化鉀、淀粉指示劑、Na2S2O3、KOH、甲醇、正己烷、氯化鈉、Na2SO4均為分析純；甲醇為色譜純。

1.2主要儀器設(shè)備

脂肪測定儀(SER148/6)，意大利維生素ELP公司；鼓風(fēng)干燥箱(101-00)，廣東華興機械設(shè)備有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-92034AS)，浙江寧波江南儀器廠；雙功能水浴恒溫振蕩器(SHA-B)，江蘇金壇科析儀器有限公司；龍騰ESG-4電子天平；微型旋渦混合儀(WH-3)，上海滬西分析儀器廠有限公司；氣相色譜儀(Thermo-Trace GC)，美國Thermo公司；高效液相色譜儀(LC-2010A)，日本島津公司。

1.3試驗方法

1.3.1粗榧種子油的提取[5-7]粗榧種子→除雜→粉碎→稱量→索氏浸提4 h→淋洗2 h→回收1 h→稱量

出油率按下式(1)計算：

油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(m2-m1)/m×100%

(1)

其中：m2為接收瓶和油脂的質(zhì)量(g)，m1為接收瓶的質(zhì)量(g)，m為樣品的質(zhì)量(g)。

1.3.2粗榧種子油抗氧化性分析過氧化值的測定：設(shè)置烘箱溫度為90 ℃，將樣品置于其中，每4 d取2～3 g樣品，加入三氯甲烷與冰乙酸[V(三氯甲烷)∶V(冰乙酸)=2∶3]的混合物，再加入1 mL的飽和碘化鉀溶液，于暗處放置3 min，取出立即加入100 mL水和1 mL淀粉指示劑，用Na2S2O3滴定至藍(lán)色消失，記錄消耗的Na2S2O3體積[8-9]，按下式(2)計算過氧化值。

X=(V-V空白)/m×c×0.126 9×100×78.8

(2)

其中：X為待測物的過氧化值(meq/kg)，V為消耗Na2S2O3體積(mL)，V空白為空白消耗的Na2S2O3體積(mL)，c為Na2S2O3的摩爾濃度(0.014 8 mol/L)，0.126 9為換算系數(shù)，m為樣品質(zhì)量。

粗榧種子油在不同食用油中的抗氧化性分析：取核桃油、花生油和大豆油各20 g，分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、2%、5%、10%、12%的粗榧種子油脂提取物，將樣品置于烘箱中，每4 d分別取3種食用油各2 g，測定其過氧化值并記錄數(shù)據(jù)，方法同上述過氧化值的測定，研究粗榧種子油的抗氧化性。

粗榧種子油與維生素E的抗氧化性比較： 維生素E抗氧化性分析，精確稱取0.050 0 g維生素E溶于少量無水乙醇中，并用無水乙醇定容于5 mL容量瓶中，制得10 g/L的維生素E母液。用無水乙醇稀釋100倍后得到0.1 g/L 維生素E溶液，取該溶液1 mL加入到20 g的純天然核桃油中，充分?jǐn)嚢枞芙?，于烘箱?90 ℃)進行酸敗，每2 d測定1次過氧化值并記錄數(shù)據(jù)，方法同上述過氧化值的測定。

粗榧種子油抗氧化性分析：取20 g的純天然核桃油，加入4.000 g粗榧子油，于烘箱中(90 ℃)進行酸敗，每2 d測定1次過氧化值并記錄數(shù)據(jù)，方法同上述過氧化值的測定。

1.3.3粗榧種子油脂中脂肪酸組成分析粗榧種子油脂甲酯化：取100 mg 油樣置于10 mL 具塞試管中，加入0.5 mL、1 mol/L KOH-甲醇溶液，用微型旋渦混合儀振蕩后，放入雙功能水浴恒溫振蕩器，振搖溫度40 ℃，振搖時間30 min，達(dá)到要求后，拿出靜置15 min，加入2 mL 正己烷，再用微型旋渦混合儀振蕩，靜置10 min，取上清液，加入少許無水硫酸鈉，吸收水分之后，將溶液移入進樣瓶，進行氣相色譜分析[10]。

氣相色譜分析條件：Thermo氣相色譜儀：TR-5G毛細(xì)管柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm)；FID檢測器，進樣口溫度為250 ℃；柱溫初始溫度70 ℃，保持2 min，以 5 ℃/min升溫至280 ℃，保持5 min；載氣為氦氣，流速1 mL/min；進樣量為1 μL[11]。

1.3.4粗榧種子油脂中脂溶性維生素質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定樣品預(yù)處理：精密稱取2.000 g樣品置于皂化瓶中, 加入30 mL 無水乙醇和5 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的抗壞血酸, 加10 mL氫氧化鉀(1+1)，混勻。置沸水浴中回流皂化30 min，使皂化完全。皂化后立即放入冰水中冷卻。將皂化后的試樣移入分液漏斗中，用50 mL水分2～3次洗皂化瓶，洗液并入分液漏斗中。用約100 mL乙醚分2次洗皂化瓶及其殘渣，乙醚液并入分液漏斗中。用約50 mL水洗分液漏斗中的乙醚層，用pH試紙檢驗直至水層不顯堿性。將乙醚提取液經(jīng)過無水硫酸鈉后經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀使乙醚快速蒸發(fā)，提取液用甲醇定容至10 mL，置冰箱中備用，外標(biāo)法定量。

標(biāo)品配制：將維生素E、維生素A分別用甲醇配成50 mg/L、10 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，置冰箱中供液相檢測用。

測定條件:高效液相色譜儀( LC-2010A)：A ZORBAX Eclipse XDB-C18 column (4.6 mm×250 mm, ID = 5 μm, Agilent○R),柱溫 30 ℃,流動相為甲醇，流速為1 mL/min，紫外檢測器，檢測波長300 nm，進樣量 20 μL。

2結(jié)果與分析

2.1 粗榧種子油脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定

根據(jù)“1.3.1”中公式(1)，粗榧種子出油率如表1所示。

表1　粗榧種子出油率

由表1可知，粗榧種子的出油率為31.45%，是一種含油率非常豐富的油料種子。田盼盼等[11]對紫蘇、鳳仙花、黃芩、五味子、荊芥、桔梗、地丁等18種中藥材種子的油脂進行提取并測定了出油率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紫蘇籽出油率最高，可達(dá)12.82%。此外，鳳仙花、黃芩、五味子、荊芥和桔梗含油率在 8% 以上，均低于粗榧種子出油率。可見，粗榧有潛力作為一種食用調(diào)和油開發(fā)利用。

2.2添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)粗榧種子油脂對食用油過氧化值的影響

加入粗榧種子油脂后對核桃油、花生油和大豆油過氧化值的影響如圖1～3所示。

由圖1可知，隨著放置時間的延長，粗榧子油的過氧化值幾乎無變化，說明自身含有天然的抗氧化成分；當(dāng)核桃油中不添加粗榧種子油時，其過氧化值隨著時間的延長逐漸增加，第16天的過氧化值約為第0天過氧化值的4倍，說明純核桃油易被氧化；在添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)粗榧種子油的核桃油中，在相同的時間下，隨著添加比例的增加，過氧化值逐漸減小，且低于同期不加粗榧種子油的過氧化值，說明添加一定的粗榧種子油可以提高核桃油的抗氧化活性；添加12 %比例的核桃油第16天的過氧化值約為第0天過氧化值的1.4倍，過氧化值幾乎不變，說明添加12%比例的粗榧種子油脂抗氧化效果較好。可見，粗榧種子油脂中含有某種天然的抗氧化劑，且其抗氧化性明顯。

圖1　添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)粗榧種子油脂后

由圖2可知，當(dāng)花生油中不添加粗榧種子油時，其過氧化值隨著時間的延長逐漸增加，第16天的過氧化值約為第0天過氧化值的3倍，說明大豆油和核桃油一樣易被氧化，但是當(dāng)大豆油中添加12 %的粗榧種子油時，其抗氧化值在第16天為38.44 meq/kg，約為不添加粗榧種子油同期時的5/11，說明粗榧種子油有一定的抗氧化性；隨著放置時間的延長，粗榧種子油的過氧化值幾乎無變化，進一步說明其具有天然的抗氧化成分。

由圖3也可以看出，當(dāng)不添加粗榧種子油脂時，大豆油在第16天時的過氧化值約為第0天時的79倍，說明大豆油極易被氧化，與圖1、2相比，其氧化程度高于核桃油和花生油；在同一時間，添加粗榧種子油脂的大豆油，其過氧化值均低于不添加粗榧種子油脂的大豆油過氧化值，說明粗榧對子油具有一定的抗氧化性，且在第16天時，添加12%粗榧種子油的大豆油，其過氧化值為13.30 meq/kg，而不添加粗榧種子油的大豆油過氧化值為116.68 meq/kg，約為前者的8.8倍；粗榧種子油在放置的過程中，隨著時間的延長，其過氧化值基本不變，說明其含有一定的抗氧化成分，與圖1、2的結(jié)果相符。

圖2　添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)粗榧種子油脂后

圖3　添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)粗榧種子油脂后

2.3粗榧種子油脂的抗氧化作用與維生素E抗氧化作用的比較

粗榧種子油脂和維生素E對核桃油過氧化值的影響如圖4。

圖4可知，隨著時間的延長，核桃油的過氧化值逐漸增高，但在同一天，添加粗榧種子油脂的核桃油過氧化值低于添加維生素E的核桃油，說明粗榧種子油可以延緩油脂的酸敗。由此說明，粗榧種子油是一種潛力較大的抗氧化劑。

2.4氣相色譜分析脂肪酸組成

通過GC對粗榧種子油脂的脂肪酸進行分析(圖5)，其脂肪酸組成如表2所示。

圖4　添加粗榧種子油脂和維生素E后

圖5　粗榧種子油脂氣相色譜分析

序號Number保留時間/minRetentiontime脂肪酸種類Kindsoffattyacids相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)%Relativemassfraction19.47丁酸 Butyricacid5.76214.88己酸 Caproicacid5.77317.46辛酸 Octoicacid5.97419.93癸酸 Decanoicacid6.25526.65十五烷酸 Pentadecanoicacid7.69628.69棕櫚酸 Palmiticacid24.31730.64珠光脂酸 Heptadecanoicacid8.18832.52硬脂酸 Stearicacid12.74936.04花生酸 Arachicacid6.581037.70二十一烷酸 Heneicosanoicacid5.171139.30山崳酸 Behenicacid4.911240.84二十三烷酸 Tricosanoicacid3.801342.34木焦油酸 Tetracosanoicacid2.89

從表2看出，不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，可能是粗榧種子油過氧化值低的原因。其中棕櫚酸是粗榧種子油脂中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最豐富的脂肪酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到24.31%，其次是硬脂酸、珠光脂酸、十五烷酸、花生酸等脂肪酸。棕櫚酸是一種高級飽和脂肪酸，以甘油脂的形式普遍存在于動植物油脂中，在自然界中分布很廣，可以作為工業(yè)原料用于制成洗滌劑、軟化劑等。硬脂酸、花生酸、丁酸、辛酸等也可以用作食品添加劑及在工業(yè)中應(yīng)用。

2.5高效液相色譜測定粗榧種子中維生素A和維生素E質(zhì)量分?jǐn)?shù)

通過HPLC對粗榧種子中維生素A和維生素E質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行測定，結(jié)果如圖6、圖7所示。

由圖6、圖7和外標(biāo)法可以得出，粗榧種子中維生素A和維生素E的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.63 mg/kg、9.73 mg/kg?？梢?，粗榧種子油脂的抗氧化性很有可能是因為其質(zhì)量分?jǐn)?shù)豐富的脂溶性維生素，所以才表現(xiàn)較強的抗氧化性。

圖6　標(biāo)準(zhǔn)品圖譜

圖7　樣品圖譜

3結(jié) 論

3.1粗榧種子含有的油脂非常高，其出油率為31.45%，高于大豆、玉米胚芽等植物的出油率。

3.2將粗榧種子油添加到核桃油、大豆油、花生油中，隨著添加量的增加，其抗氧化性更明顯。

3.3粗榧種子油抗氧化作用與維生素E相比較，其抗氧化作用優(yōu)于維生素E，經(jīng)測定維生素A和維生素E的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.63 mg/kg和9.73 mg/kg。

3.4粗榧種子油的脂肪酸組成以棕櫚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)24.31%，其次是質(zhì)量分?jǐn)?shù)不等的硬脂酸(12.74%)、珠光脂酸(8.18%)和十五烷酸(7.69%)等脂肪酸。

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Received 2015-06-05Returned2015-07-16

Foundation itemThe Special Project for Serving Local Economic and Social Development of Shangluo College in 2012(No.12sky-fwdf007).

First author LIU Xiaojiao,female,lecturer,Ph.D student.Research area: food analysis and detection, functional components.E-mail:78xlj@163.com

(責(zé)任編輯：潘學(xué)燕Responsible editor:PAN Xueyan)

Study on Antioxidant Property and Fatty Acid Compositions ofCephalotaxussinensisSeed Oil

LIU Xiaojiao1, LI Bin1,HE Hongju2and FAN Mingtao3

(1.School of Biomedicine and Food Engineering, Shangluo University, Shangluo Shaanxi726000, China;2.School of Food Science,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang Henan453003,China;3.College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling Shaanxi712100, China)

AbstractBy analyzing change of peroxide value of Cephalotaxus sinensis seed oil,the antioxidant property of Cephalotaxus sinensis seed oil was investigated by adding Cephalotaxus sinensis seed oil into walnut oil, soybean oil and peanut oil, respectively, and compared with vitamin E in the walnut oil. Besides, the fatty acid compositions and fat-soluble vitamins of Cephalotaxus sinensis seed oil were analyzed by gas chromatography (GC) method and High-performance liquid chromatography (HPLC). The results indicated that the oil yield of Cephalotaxus sinensis seed was 31.45%, which was higher than those of soybean and other oil crops. The antioxidant capacities of the three tested edible vegetable oil were improved with the increase of Cephalotaxus sinensis seed oil. Changes of the peroxide value seed oil were not found in the Cephalotaxus sinensis in the sixteen days. Besides, the antioxidant capacity of Cephalotaxus sinensis seed oil was better than vitamin E in the walnut oil. In addition, the GC results showed that the fatty acids of Cephalotaxus sinensis seed oil were mainly composed of palmitic acid (24.31%), stearic acid (12.74%), heptadecanoic acid (8.18%), pentadecanoic acid (7.69%), etc. HPLC results showed that the content of vitamin E in the Cephalotaxus sinensis seed oil was 9.73 mg/kg, vitamin A 0.63 mg/kg. It was concluded that Cephalotaxus sinensisn oil is a good source for natural antioxidants and worth development and utilization in the future.

Key wordsCephalotaxus sinensis; Antioxidant property; Gas chromatography; Fatty acid

Corresponding authorFAN Mingtao, male, professor,Ph.D tutor.Research area:food biotechnology, functional components.E-mail:fanmt@nwsuaf.edu.cn

中圖分類號TS275.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號1004-1389(2016)03-0429-06

通信作者：樊明濤，男，教授，博士生導(dǎo)師，從事食品生物技術(shù)研究。E-mail:fanmt@nwsuaf.edu.cn

基金項目：商洛學(xué)院2012年服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展專項(12sky-fwdf007)。

收稿日期：2015-06-05修回日期：2015-07-16

網(wǎng)絡(luò)出版日期：2016-03-06

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160306.1611.030.html

第一作者：劉曉嬌，女，講師，在讀博士，研究方向為食品分析與檢測。E-mail:78xlj@163.com