胡珂青，刘欣悦,2，白金泽，呼延宗尧，高锦明，于修烛

(1.西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西 杨凌 712100； 2.内蒙古包头市东河区市场监督管理局，内蒙古 包头 014040； 3.西北农林科技大学 农学院，陕西 杨凌 712100； 4.西北农林科技大学化学与药学院，陕西 杨凌 712100)

杜仲是我国贵重的滋补药材，具有很高的食用价值和药用价值[1-3]。杜仲籽种仁含油率约30%，其籽油中含有丰富的不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸含量达50%～60%[1]。α-亚麻酸具有保护心脏，促进中枢神经系统、脑、视网膜发育和调节炎性反应的作用，且杜仲籽油总生育酚含量高达1 000 mg/kg[4]。由于杜仲籽油价格高昂，一些不法商贩通过添加价格低廉的菜籽油和大豆油等进行杜仲籽油掺假而牟取暴利。同步荧光光谱技术是在同时变化激发波长和发射波长的情况下扫描某些具有荧光效应的物质如生育酚、甾醇和叶绿素等，由测得的荧光强度信号进行定性和定量分析的方法[5]，具有灵敏度高、操作简便、试样量少等特点。同步荧光光谱法在油脂及食品的快速检测及鉴别方面的应用研究发展迅速[6]，如基于同步荧光光谱结合化学计量学分析应用于核桃油[7]、橄榄油[8]、油茶籽油[9]和花生油[10]等掺假检测以及其他食品检测[11-13]。然而，有关杜仲籽油掺假检测方面的研究相对较少。本文利用同步荧光光谱技术，比较分析杜仲籽油、菜籽油、花生油、大豆油、玉米油、棉籽油、葵花籽油7种植物油的荧光特性，对杜仲籽油掺假鉴别进行研究，以期为建立一种基于同步荧光光谱的杜仲籽油掺假检测技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

杜仲籽油，由陕西省略阳县林业局提供；一级菜籽油、三级菜籽油、花生油、大豆油、玉米油、棉籽油、葵花籽油，市售。

LS-55荧光分光光度计，Perkin-Elmer仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 杜仲籽油掺假样品的配制

在杜仲籽油中分别掺入一级菜籽油、三级菜籽油、花生油、大豆油、玉米油、棉籽油和葵花籽油，制备杜仲籽油掺假油样。掺假比例为0.5%、1%、2.5%、5%、10%、20%、30%、40% 和50%，共63个掺假校准样品和1个纯杜仲籽油样品。按照上述掺假梯度随机调配26个掺假油样作为验证样品。

1.2.2 样品的荧光光谱采集

LS-55荧光分光光度计配备有20 kW氙灯作为光源、激发和发射单色仪。激发波长和发射波长的差值设定在60 nm，激发和发射宽度均为10 nm。同步荧光强度记录在250～700 nm之间。样品经摇匀后进行光谱采集，取约200 μL的样品加入10 mm×10 mm×45 mm的石英样品池中，用FL WiLAB V4.00.03软件进行数据采集和读取。为了避免光谱失真，对激发灯、光电倍增管探测器光谱响应、发射和激发光栅进行了光谱校正。测定完毕后用正己烷清洗比色皿，每个样品进行3次平行测定。

1.2.3 数据处理

采用Minitab 16.2.3(Minitab 公司，美国)、Origin PRO 9(Origin Lab公司，北安普敦，MA，美国)等软件进行统计分析和谱图的绘制。

2 结果与分析

2.1 杜仲籽油及其他植物油同步荧光光谱分析

杜仲籽油、一级菜籽油、三级菜籽油、花生油、大豆油、玉米油、棉籽油和葵花籽油的同步荧光光谱如图1所示。

图1 杜仲籽油及其他植物油的同步荧光光谱

由图1可知，在250～700 nm波长范围内，杜仲籽油与其他7种植物油的荧光光谱特性具有较高的相似度，随着扫描波长的增大，杜仲籽油和其他7种植物油在300～500 nm波长范围内有强荧光吸收峰，在600～700 nm波长范围内有弱荧光吸收峰。300～500 nm处峰主要由生育酚和酚类化合物组成[14-15]，600～700 nm处峰归因于叶绿素和其他色素[16-17]，8种油脂荧光吸收峰出现的位置接近但荧光强度有明显差距，这可能是由于不同油脂中生育酚、甾醇和叶绿素等微量组分不同、加工过程中原材料及提取加工工艺不同所致。因此，根据同步荧光光谱信息差异可以进行杜仲籽油掺假的定性和定量分析。

2.2 杜仲籽油掺假的同步荧光光谱

根据杜仲籽油和其他7种植物油的同步荧光光谱间的差异，以花生油为例，分析荧光光谱技术应用于杜仲籽油掺假定量检测的可行性。图2为掺入不同比例花生油后掺假杜仲籽油的同步荧光光谱(250～700 nm)变化。

由图2可知，随着掺入花生油比例的增加，同步荧光光谱在300～500 nm的荧光强度呈现出了逐步增强的趋势，600～700 nm的荧光强度呈现出了逐步减弱的趋势，表明掺假比例与荧光强度的变化之间具有一定的相关性，初步证明方法的可行性，可进一步建立杜仲籽油掺假分析模型及定量检测方法。

图2 掺入不同比例花生油后杜仲籽油在250～700 nm范围的同步荧光光谱

2.3 主成分分析

采集63个掺假样品和纯杜仲籽油及7种植物油样品的同步荧光数据，对不同波长范围的荧光光谱进行主成分分析，结果如图3所示。

图3 不同波长范围主成分分析

由图3可知，前2个主成分能够解释85.1% (图3a)、99.4% (图3b)、94.9% (图3c)的光谱数据变量，可以把杜仲籽油和其他7种植物油及掺假油样区分开。

2.4 定量模型建立

对采集的荧光光谱和对应的其他7种植物油的掺假比例进行分析，建立荧光光谱峰面积与掺假比例定量模型。以不同波长范围的荧光光谱峰面积(x)为横坐标，掺假比例(y)为纵坐标，建立7种植物油在不同波长范围荧光光谱峰面积(7种植物油平均峰面积)与掺假比例的线性关系。得到：在波长范围 600～700 nm荧光光谱峰面积与不同掺假比例的线性方程为y=-0.066 6x+1.198 3，R2=0.99；在波长范围300～500 nm荧光光谱峰面积与不同掺假比例的线性方程为y=0.020 9x-0.336 1，R2=0.991 4。

600～700 nm荧光光谱峰面积与掺假比例呈线性负相关关系，600～700 nm荧光光谱峰面积越大掺假比例越小，这是由于杜仲籽油叶绿素和其他色素含量较多。300～500 nm荧光光谱峰面积与掺假比例呈线性正相关，300～500 nm荧光光谱峰面积越大掺假比例越大，这是由于杜仲籽油的生育酚含量较其他植物油少。利用两个波段的荧光光谱峰面积建立的预测模型都可以达到杜仲籽油中植物油掺假定量检测目的且都具有较强的检测分析能力。在波长范围600～700 nm和300～500 nm分别建立的模型均可实现杜仲籽油的掺假检测，检测限可达1%和0.48%。

2.5 模型的验证

利用已知掺假比例的26个掺假样品进行检测分析，验证模型的定量检测分析能力以及有效性，其结果见图4。

图4 掺假模型验证

由图4可知，两个波长范围内的拟合方程的R2与斜率都接近1，说明预测掺假比例与实际掺假比例之间具有极好的一致性。这两种模型都能有效地测定杜仲籽油的掺假比例，模型具有一定的实际应用价值。因此，两种模型可以作为杜仲籽油掺假的有效检测方法。

3 结 论

本研究对比分析了杜仲籽油、一级菜籽油、三级菜籽油、花生油、大豆油、玉米油、棉籽油和葵花籽油的同步荧光光谱特性，通过选择合适的波长区间和激发波长区域，建立了杜仲籽油掺假比例高于0.48%的判别分析模型。由于维生素E、甾醇和叶绿素等功能性微量成分种类、含量的不同，杜仲籽油与其他植物油的荧光特性具有显著性差异。采集600～700 nm和300～500 nm的荧光光谱进行主成分分析并利用峰面积数据与掺假比例建立定量模型。结果表明，模型具有较好的判别分析能力，其对杜仲籽油掺假识别准确率高达100%，建立的定量模型检测限分别为1%和0.48%。同步荧光光谱法具有很高的灵敏度、简便性和快速性，可利用同步荧光光谱进行杜仲籽油掺假检测分析。