黄秀丽，黄 飞，陈嘉聪，赵智峰，陈清清，奉夏平（广东省惠州市质量计量监督检测所，广东惠州516003）

8种食用植物油的荧光光谱分析

黄秀丽，黄 飞，陈嘉聪，赵智峰，陈清清，奉夏平
（广东省惠州市质量计量监督检测所，广东惠州516003）

选取特级初榨橄榄油、芝麻油、花生油、玉米油、葵花籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、玉米油8种植物油脂共52个样品，采用分子荧光光度计，测定其同步荧光光谱和三维荧光光谱。结果表明：在同步荧光光谱图上，不同的植物油品种的特征吸收峰在出峰数目、出峰位置和强度上均有一定的差异；而三维荧光光谱具有“指纹性”，具有更高的灵敏度，其谱图的差别也体现的更为明显和直观，可为植物油的鉴别和质量控制提供一种新型的参考方法。

植物油，分子荧光光谱法，同步荧光光谱，三维荧光光谱

某些物质的分子吸收一定能量后，电子从基态跃迁到激发态，以光辐射的形式于10-7～10-9s从激发态回到基态，此过程所发射的光即为荧光。利用某些物质分子受光照射时所发生的荧光的特性和强度，进行物质的定性或定量分析的方法，就称为分子荧光光谱法[1-5]。荧光光谱法的检测主要包括常规激发发射荧光光谱、同步荧光光谱及三维荧光光谱。

同步荧光技术是在同时变化激发和发射波长的情况下进行扫描，由测得的荧光强度信号对发射或激发波长作图，即为同步荧光光谱[13-14]。与常规荧光分析法相比，同步荧光分析法具有谱图简化、选择性高、光散射干扰少等特点，并且不需预分离、操作简便、节约分析成本、缩短分析时间的优点。

三维荧光光谱，是发射强度、激发波长、发射波长的三维矩阵光谱，表示方法有三维立体图和等高线图两种表示方法，能全面展示样品的所有荧光信息[11-12]。三维荧光光谱具有指纹性，可以通过峰的位置、强度、主峰陡度及走向角的差异，从而对样品进行识别。

食用植物油主要是由脂肪酸甘油三酯组成，其含量达94%～96%，另外可能含有生育酚、甾醇、胡萝卜素等物质[6]，这些物质中部分含有共轭π键，因而大多具有荧光效应，荧光光谱技术具有灵敏度高、选择性强、操作简便、试样量少等优点，根据食物油中荧光组分种类与含量的不同，可以对不同种类的植物油及植物油掺假进行鉴定[7-10]。

笔者采用分子荧光光谱法，对特级初榨橄榄油、芝麻油、花生油、玉米油、葵花籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油、玉米油8种植物油脂进行同步和三维荧光扫描，对其荧光特性进行分析，并对植物油的掺假鉴定进行了初步探索。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

市售不同品牌的特级初榨橄榄油、花生油、芝麻油、玉米油、葵花籽油、菜籽油、大豆油、棕榈油和橄榄油葵花籽油1∶1调和油分别为8种、8种、8种、7种、7种、6种、5种、3种和1种，共计53种 购于本市内的大型超市。

F97Pro型分子荧光分光光度计 上海凌光技术有限公司。

1.2 实验方法

分子荧光光度计预热30min后，将约2mL的食用油倒入石英样品池中，进行三维荧光光谱图和同步荧光光谱图的测定。激发狭缝和发射狭缝宽度均为10nm，激发波长在200～900nm范围内以10nm为间隔，发射波长在200～900nm范围内，在光电倍增管PTM电压550V的条件下以6000nm/min的情况下扫描，获得各种食用油的三维荧光图谱。同步扫描模式为等波长差模式，激发波长范围260～800nm，扫描间隔1.0nm，激发狭缝和发射狭缝宽度均为10nm，在光电倍增管PTM电压600V的条件下以1000nm/min的情况下扫描，获得各种食用油的同步荧光图谱。测定完毕后用丙酮、乙醇清洗比色皿，然后再进行下个样品的测定，每个样品进行3次平行测定。

2 结果与分析

2.1 8种植物油三维荧光图谱分析

对市售不同品牌8种植物油三维荧光图谱进行了分析，发现除菜籽油外，不同品牌同种植物油之间三维荧光图谱高度相似，特别是主要荧光吸收峰位置和走向，不同品牌的同种植物油之间主要荧光吸收峰的荧光吸收强度略有差异。不同植物油之间，特级初榨橄榄油三维荧光图谱与其余7种植物油差别较大，芝麻油的荧光吸收峰位置特征也较为明显，棕榈油、花生油、大豆油、玉米油、葵花籽油和菜籽油的三维荧光图谱主要荧光吸收峰位置比较接近，较难区分。本研究选取了国内某知名品牌生产的8种不同植物油，其三维荧光等高线图如图1所示，荧光吸收主峰的位置见表1。

从图1可见，特级初榨橄榄油在激发波长300～700nm和发射波长630～780nm的范围内有5个主要荧光吸收峰A～E，在激发波长300～400nm和发射波长340～630nm范围内有一个较弱的荧光吸收峰F。8个不同品牌特级初榨橄榄油间5个主要荧光吸收峰均相同，仅在荧光吸收峰F上稍有差异。芝麻油、花生油、大豆油、玉米油、葵花籽油、菜籽油和棕榈油的三维荧光等高线图，均为一个形状像扇贝的主荧光吸收峰G，但是荧光吸收主峰位置和走向有差异。除特级初榨橄榄油和芝麻油外，其余6种植物油在激发波长350～400nm和发射波长850～900nm范围内有弱荧光吸收峰H。除特级初榨橄榄油、芝麻油和棕榈油外，其余5种植物油在激发波长700～750nm和发射波长400～450nm范围内有一弱的荧光吸收峰I。

芝麻油强荧光吸收峰在激发波长350～700nm和发射波长400～780nm范围内，荧光吸收主峰的位置在姿ex/姿em（激发波长/发射波长）=470/535nm。棕榈油、玉米油、花生油、葵花籽油、大豆油和菜籽油强荧光吸收峰在激发波长310～550nm和发射波长350～700nm范围内，荧光吸收主峰的位置分别在姿ex/姿em=390/ 450nm、姿ex/姿em=370/420nm、姿ex/姿em=360/410nm、姿ex/姿em= 360/415nm、姿ex/姿em=360/425nm、姿ex/姿em=360/430nm。除了橄榄油和芝麻油外，其余6种植物油的三维荧光等高线图谱比较相似，说明这些植物油脂中的荧光物质较为相似，仅凭三维荧光图谱很难将其区分开来。

图1 市售某品牌8种不同植物油三维荧光等高线图Fig.1 Three-dimensional fluorescence contour of eight different vegetable oil

食用植物油中都是复杂的混合物，含有多种荧光物质，不同品种的油含有的荧光成分在种类和含量上均有差异，因而其荧光谱图亦会有差异，从而可以对不同种类的植物油及植物油掺假进行鉴别。虽然物质产生荧光的能力主要取决于其分子结构，但植物油在生产和运输过程中可能会有一些物理或化学处理，如原材料产地、提取溶剂或加工方法的差异，也可能会导致色谱峰的位置和强度发生显著的变化。

表1 8种不同植物油强荧光吸收峰Table 1 Strong fluorescence absorption peak of eight different vegetable oil

对植物油的三维荧光光谱进行相关研究的主要有国内的王艳等[9]，将本文中的图谱与其研究中花生油、大豆油、菜籽油、芝麻油、玉米油、葵花籽油的三维荧光光谱图进行对比，发现花生油、玉米油及葵花籽油与本文中荧光峰的形状类似，均为一个扇贝形的吸收峰，但吸收峰的位置与强度差别较大；菜籽油、大豆油及芝麻油的荧光吸收峰与本文中的结果在荧光吸收峰的数目、位置及吸收强度上均有较大差异，可能因植物油的原材料及提取加工工艺不同而导致的。

2.2 8种植物油同步荧光图谱分析

采用等波长差扫描模式对8种植物油进行了同步荧光光谱分析，国内某知名品牌8种植物油二维同步荧光光谱见图2。特级初榨橄榄油的同步特征峰为676nm；芝麻油的同步特征峰为525nm和676nm；棕榈油的同步特征峰为415～468nm；花生油、葵花籽油、玉米油、大豆油和菜籽油的二维同步荧光图谱相似，荧光强度存在差异，同步特征峰为370～468nm，个别存在676nm的荧光峰。根据二维同步荧光图谱，8种植物油中，橄榄油、芝麻油和棕榈油容易区分，其余5种植物油较难区分开来，该结果与三维荧光图谱类似，这也反映了植物油脂中荧光物质的高度相似性。

对植物油的二维荧光光谱进行相关研究的主要有国外的Konstantina I Poulli等[15]，其研究中的特级初榨橄榄油中有两个荧光吸收峰，分别位于275～297nm及660nm，玉米油、大豆油、葵花籽油、菜籽油均为一主峰位于300～325nm，橄榄油与其他油类可以于660nm处的吸收峰进行区分。本文实验中的二维荧光光谱与该研究在荧光吸收峰的位置上虽因实验仪器及环境稍有偏差，但基本可以匹配。

图2 市售某品牌8种不同植物油的二维同步荧光光谱图Fig.2 Two-dimensional synchronous fluorescence spectra of eight different vegetable oil

2.3 三维荧光图谱用于植物油鉴别的可能性初探

为了探讨三维荧光光谱区分鉴别食用油种类的可行性，对市售某品牌葵花籽油及橄榄葵花籽1∶1调和油三维荧光图谱进行了比较，结果见图3。结果显示，葵花籽油有主要荧光吸收峰G和2个弱荧光吸收峰H、I，橄榄葵花籽油在葵花籽油基础上增加了特级初榨橄榄油的5个主要荧光吸收峰A～E。由此可见，三维荧光光谱具有“指纹性”，可以较好的反应植物油荧光物质组成，有用于植物油种类及成分较为简单的植物调和油鉴别可能性。

图3 市售某品牌葵花籽及橄榄葵花籽油三维荧光图谱Fig.3 Three-dimensional fluorescence contour of sunflower seed oil and olive-sunflower seed oil

为了探讨三维荧光光谱用于鉴别食用油掺假的可能性，向高价值的特级初榨橄榄油中分别掺入1%、3%、5%、10%和20%低价值棕榈油，对其三维荧光光谱进行了比较，见图4。结果显示，掺入1%棕榈油后，在激发波长300～400nm和发射波长340～630nm范围内较弱的荧光吸收峰G发生了变化，随着掺入棕榈油浓度的加大，荧光吸收峰G的变化越来越明显。由此可见，掺入1%棕榈油后三维荧光图谱即可以反映出荧光物质的变化，其有用于植物油掺假鉴别的可能性，对其掺假的定量分析，将会进行继续研究。

图4 特级初榨橄榄油中掺入不同比例棕榈油后三维荧光等高线图谱的比较Fig.4 Comparison of three dimensional fluorescence contour of extra virgin olive oil blended with different proportion of palm oil

2.4 三维荧光色谱对植物油中的荧光成分的初探

食用油中产生荧光的物质主要有脂肪酸、维生素E、色素等，据有关报道[4]，植物油中维生素E的荧光位置位于姿ex/姿em=325/295nm处，本研究对维生素E标液进行三维荧光光谱（见图5）初步分析，发现维生素E于发射波长姿ex/姿em=320nm/298nm和姿ex/姿em=320nm/ 239nm处有强吸收峰，与报道相符，对照图1中8种植物油的三维荧光光谱图，未发现有维生素E的荧光吸收峰，可能植物油中维生素E被破坏或其含量过低所致。另对脂肪酸甲酯的混标进行了初步探究（见图6），脂肪酸甲酯于发射波长430nm处有两个吸收峰，分别位于激发波长311nm（强）、612nm（弱）处，对照图1，判定脂肪酸甲酯的两个吸收峰为荧光峰G及I，荧光吸收峰发生了偏移，可能是因为溶剂的影响。另外，植物油中可能还存在能发射荧光的色素，其种类复杂，且色素的类型、结构、比例、相互作用及溶剂等均对其出峰位置及强度造成影响，很难确定是哪些色素所引起的，因此尚需进一步的研究。

图5 维生素E的荧光三维等高图谱Fig.5 Three-dimensional fluorescence contour of vitamin E

图6 脂肪酸甲酯的荧光三维等高图谱Fig.6 Three-dimensional fluorescence contour of FAME

3 结论

比较不同种类植物油的同步荧光光谱，其特征峰的位置和强度均有差异，可以作为鉴定不同种类植物油的一种辅助方法；对比其三维荧光光谱图，其差异更加明显，三维荧光光谱的指纹识别能力，在进行植物油掺假鉴定时，有明显的优势。

结合同步荧光图谱和三维荧光图谱，可以鉴别不同种类的植物油，特别是高价值油类，如橄榄油、芝麻油等，亦可进行高价值油中少量低价值油的掺假鉴定，可以为植物油中种类和掺假鉴定提供一种可供选择的方法。

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Fluorescence spectrum analysis of 8 kinds of edible vegetable oil

HUANG Xiu-li，HUANG Fei，CHEN Jia-cong，ZHAO Zhi-feng，CHEN Qing-qing，FENG Xia-ping
（Huizhou Quality and Measuring Supervision Testing，Huizhou 516003，China）

8 kinds of plant oil including extra virgin olive oil，sesame oil，peanut oil，corn oil，sunflower oil，rapeseed oil，soybean oil，palm oil，corn oil，a total of 52 samples were determined by molecular fluorescence photometer which gave out its synchronous fluorescence spectrum and the three dimensional fluorescence spectrum.The results showed that the synchronous fluorescence spectra，were characteristic of absorption peak in peak number,peak position and intensity of different varieties of vegetable oil.And the three dimensional fluorescence spectrum were“fingerprint”，with higher sensitivity，the difference of the spectra were more obvious and intuitive. It could provide a new reference method as identification and quality control of vegetable oil.

plant oil；molecular fluorescence photometer；synchronous fluorescence spectrum；three dimensional fluorescence spectrum

TS201.1

A

1002-0306（2014）14-0064-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.14.004

2013-09-28

黄秀丽（1978-），女，博士，研究方向：食品分析与检测技术研究。

广东省质量技术监督局科学项目（2013ZS02）。