基于紅外光譜技術(shù)迅速鑒別有機(jī)白菜和常規(guī)白菜

歐陽(yáng)沅鑫，向 婷，梁 英，畢紅梅

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)理學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

基于紅外光譜技術(shù)迅速鑒別有機(jī)白菜和常規(guī)白菜

歐陽(yáng)沅鑫，向 婷，梁 英，*畢紅梅

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)理學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

有機(jī)蔬菜與常規(guī)蔬菜相比，需要更多勞力和更密集的技術(shù)，深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。但是人們很難用肉眼辨別有機(jī)蔬菜的真?zhèn)?。將不同?lái)源的同一品種白菜經(jīng)簡(jiǎn)單前處理后，進(jìn)行紅外光譜檢測(cè)時(shí)得到明顯不同的譜圖，將這些譜圖與有機(jī)白菜的紅外譜圖比對(duì)，能快速鑒別出有機(jī)蔬菜的真?zhèn)巍?/p>

有機(jī)白菜；紅外光譜技術(shù)；鑒別

白菜原產(chǎn)于我國(guó)，其品種繁多、營(yíng)養(yǎng)成分豐富，富含VC、可溶性糖、氨基酸、粗蛋白、有機(jī)酸、礦物質(zhì)元素等，且具有一定的藥用價(jià)值。白菜是我國(guó)東北地區(qū)秋冬季節(jié)的家常菜，加之東北人喜食酸菜[1]，每年秋冬季節(jié)白菜的消耗量較大。

有機(jī)蔬菜是指在蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格按照有機(jī)生產(chǎn)規(guī)程，禁止使用任何化學(xué)合成的農(nóng)藥、化肥，以及基因工程生物及其產(chǎn)物，而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理，采取一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)，經(jīng)過(guò)有機(jī)食品認(rèn)證機(jī)構(gòu)鑒定認(rèn)證，并頒發(fā)有機(jī)食品證書的蔬菜產(chǎn)品[2]。有一小部分商家或農(nóng)戶以普通蔬菜冒充有機(jī)蔬菜，嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者的權(quán)益。如果這些普通蔬菜在種植過(guò)程中，將農(nóng)藥原液或高濃度的農(nóng)藥直接噴灑在蔬菜上，而且未過(guò)安全期就采摘，農(nóng)藥的殘留較多[3]，食用后對(duì)人體危害較大。

近年來(lái)，有大量文獻(xiàn)報(bào)道利用紅外/近紅外光譜技術(shù)檢測(cè)果蔬的農(nóng)藥殘留[4-7]、營(yíng)養(yǎng)成分分布規(guī)律[8]及親屬關(guān)系[9]。如果能建立不同品種有機(jī)蔬菜的紅外譜圖庫(kù)，紅外技術(shù)在檢測(cè)蔬菜農(nóng)藥殘留方面將有更廣泛的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑、儀器

材料：以黑龍江北安管理局紅星農(nóng)場(chǎng)的有機(jī)白菜和市售白菜為試驗(yàn)材料。

主要試劑：丙酮（分析純），無(wú)水乙醇（分析純），KBr（光譜純）。

主要儀器：is5型傅里葉變換紅外光譜儀，Thermo Fisher Nicolet公司產(chǎn)品；H2050R型臺(tái)式高速冷動(dòng)離心機(jī)，湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司產(chǎn)品；DZG6050D型真空干燥箱，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品；ARC120型電子精密天平，奧豪斯公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

將代表性的白菜樣品，用紙擦去表面泥土，于50℃下烘干24 h后，剪成2 cm左右見(jiàn)方的碎片，用粉碎機(jī)粉碎后取樣。稱取2 g樣品，用丙酮浸泡，于50℃下回流24 h，得到浸提液。將上述浸提液低溫濃縮后滴在KBr片上，以備紅外測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 有機(jī)白菜的紅外光譜圖

以中藥為例，清華大學(xué)孫素琴教授所創(chuàng)立的“紅外宏觀指紋譜圖鑒定法”測(cè)定中藥的紅外譜圖，不需要浸泡提取，只將中藥研磨成粉后壓片測(cè)試，將所得紅外光譜或其導(dǎo)數(shù)譜等宏觀指紋譜與公認(rèn)的、藥效穩(wěn)定的藥材和成藥相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖譜作對(duì)照，反映的是藥材的整體信息。與此類似，不同品種的白菜營(yíng)養(yǎng)成分稍有不同[8]，但同一品種的白菜營(yíng)養(yǎng)成分是相同的，所得譜圖應(yīng)是基本一致的。

有機(jī)白菜的紅外譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 有機(jī)白菜的紅外譜圖

試驗(yàn)中，選取水、乙醇、丙酮為溶劑進(jìn)行萃取，其中丙酮的紅外譜圖重現(xiàn)性較好，故選用丙酮作為溶劑。從圖1可看出，回流時(shí)間延長(zhǎng)，萃取效果較好；但是當(dāng)回流時(shí)間大于24 h后，譜圖基本保持不變。因此，最佳回流時(shí)間是24 h。

2.2 市售常規(guī)白菜的紅外光譜圖

李文秀等人[5]早期的研究模擬了農(nóng)藥在蔬菜汁和蒸餾水中的吸收，發(fā)現(xiàn)農(nóng)藥在蔬菜汁溶液中與在標(biāo)準(zhǔn)試劑溶液中反映出基本相同的吸收特性，即可以應(yīng)用紅外光譜技術(shù)直接對(duì)蔬菜中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。換言之，如果蔬菜汁中有農(nóng)藥殘留，或者白菜種植環(huán)境非“純天然”，紅外譜圖中必然會(huì)清晰反映出來(lái)。

白菜的紅外譜圖見(jiàn)圖2。

b，c，d，e 4份白菜試樣為2016年10月份購(gòu)自不同的市場(chǎng)。從圖2可看出，市售白菜的4份樣品與有機(jī)白菜的譜圖明顯不同，即市售的4份白菜均非有機(jī)白菜。

圖2 白菜的紅外譜圖

3 結(jié)論

通過(guò)與有機(jī)白菜的紅外譜圖相對(duì)照，發(fā)現(xiàn)常規(guī)白菜與有機(jī)白菜的紅外光譜圖有顯著差異，故可利用紅外光譜技術(shù)快速鑒別有機(jī)白菜和常規(guī)白菜。

[1]楊雪.黑龍江省白菜出口面臨的問(wèn)題及對(duì)策分析 [J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2014，34（1）：229-230.

[2]韓紅運(yùn).小白菜種出大產(chǎn)業(yè)——黑龍江省紅星農(nóng)場(chǎng)有機(jī)食品發(fā)展紀(jì)實(shí) [J].農(nóng)場(chǎng)經(jīng)濟(jì)管理，2016（8）：66-67.

[3]張阿克，韓卉，楊合法，等.常規(guī)、無(wú)公害和有機(jī)蔬菜生產(chǎn)模式對(duì)土壤性狀的影響 [J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，29（6）：1 345-1 351.

[4]陳俊科，龐琢，孫前寬，等.國(guó)內(nèi)外蔬菜農(nóng)藥殘留污染現(xiàn)狀及質(zhì)量安全管理工作進(jìn)展 [J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，28（3）：335-338.

[5]李文秀，徐可欣，汪嚥，等.蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)的紅外光譜法研究 [J].光譜學(xué)與光譜分析，2004，24（10）：1 202-1 204.

[6]徐琳，王乃巖.ATR/FIIR技術(shù)和紅外透射法用于蔬菜中農(nóng)藥含量測(cè)定的比較研究 [J].紅外技術(shù)，2007，30（12）：702-705.

[7]張令標(biāo)，何建國(guó)，劉貴珊，等.基于可見(jiàn)/近紅外高光譜成像技術(shù)的番茄表面農(nóng)藥殘留無(wú)損檢測(cè) [J].食品與機(jī)械，2014，30（1）：82-85.

[8]張德雙，金同銘，徐家炳，等.幾種主要營(yíng)養(yǎng)成分在大白菜不同葉片及部位中的分布規(guī)律 [J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2000，15（1）：108-111.

[9]Seung Yeub Song，Eun Yee Jie，Myung Suk Ahn，et al. Fourier transform infrared spectroscopy of genomic DNA to discriminate F1 progenies from their paternal lineage of Chinesecabbage[J].MolBreeding，2014，33：453-464.

Discriminate Between Organic Chinese Cabbages and Ordinary Cabbages by IR Spectrum Technology

OUYANG Yuanxin，XIANG Ting，LIANG Ying，*BI Hongmei
（College of Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing，Heilongjiang 163319，China）

Compared with ordinary vegetables，organic vegetables need more labours and more intensive technology.Because of intensive and meticulous farming，organic vegetables are favoured by general public.Whereas the authenticity of organic vegetables is difficult to discriminate.In this paper，Chinese cabbages of different sources are detected by IR after simple dispose，the different IR spectra can easily distinguish between organic Chinese cabbages and ordinary Chinese cabbages.

organic Chinese cabbage；IR spectrum technology；identity

S634.1

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.02.043

1671-9646（2017）02b-0055-02

2017-02-07

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目“應(yīng)用紅外光譜技術(shù)快速鑒別有機(jī)蔬菜和無(wú)公害蔬菜”（20160531）。

歐陽(yáng)沅鑫（1997— ），女，在讀本科，研究方向?yàn)橛袡C(jī)物分析。

*通訊作者：畢紅梅（1981— ），女，碩士，講師，研究方向?yàn)榧{米材料、食品化學(xué)。