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精油的质量测评方法综述

2020-05-18吴志英郭靖李军华

科技创新与应用 2020年14期
关键词:质量控制方法精油

吴志英 郭靖 李军华

摘  要:精油用途广泛,已经渗透到我们生活的方方面面,如何确保精油的品质以满足我们生活的需要也愈发重要。文章综述了精油的几种常见分析、检测的质量控制方法、手段。

关键词:精油;质量测评;质量控制方法

中图分类号:S816 文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2020)14-0124-03

Abstract: The aromatic oils have been widely used in many fields, therefore, how to ensure the quality of aromatic oils to meet the needs of people's life has been very important. In this paper, the common methods and means for quality control of aromatic oils are reviewed.

Keywords: aromatic oils; quality evaluation; means for quality control

前言

精油是一种由多种化合物与有机酸组成的混合物。精油成分和常见的植物油全然不同,精油主要成分由萜、酚、醇、醛、酮、酯、烯和醚等化合物与有机酸组成,而植物油则是由脂肪酸和三酸甘油酯组成。随着社会与生活的发展,精油应用于食品、生活品、烟酒、医疗保健品等众多方面,其价值与作用越来越多的被人们所了解和掌握。因此精油作为食品、医药、烟酒等产品的重要添加物质,其安全性和产品质量必须得以监管和控制。对精油的质量监控也需要广泛的研究。

1 精油的分类

精油广义是指从动、植物加工提取的香味成分制品,动物泌香和香料植物是精油加工主要来源,精油制品具有挥发性[1]。狭义上说,只是指从香料植物的花、茎叶、果实、种籽等采用蒸馏、压榨、冷磨、干馏等方法而取得的发香制品,目前有100多种芳香植物能够用于生产精油,同样其成品具有挥发性。天然精油产量少,成本高,同时社会对精油使用量日益增大,为弥补天然精油供应不足,“配置精油”孕育而生,且得到长足发展。“配置精油”也就是通过分析天然精油成分,应用仿香技巧,调配而成的发香制品。其成品与天然精油具有相同或相似的香气,降低了成本,是天然原料的较好替代品。

精油的分类:

按精油的用途分类,可分为工业、食用、药物、香料、芳香、芳疗等六大类。

按精油的化学成分分类,可分为萜烯类,芳香族,脂肪族,含氮硫类等四大类[2]。

2 精油的质量测评

精油更多的是提取于植物,不同产地的原材料和不同提取精油的工艺,以及其保存、运输等环境和人为操作,都会影响到精油的产品质量。其主体是多种成分共同作用,多种化合物成分的综合表现。一直以来,对精油应用于食品、烟草等影响产品的感官评价的质量控制是一件比较难的问题。精油的混合组成成分较为复杂,多种萜、酚、醇、醛、酮、酯、烯和醚等化合物质构成,其质量控制较为困难。对精油的组分定性、定量检测判别是质量控制的重点。

精油的质量控制有两方面:一是安全性,精油不得有质量安全性风险,特别是食用精油、烟用精油在安全控制方面更应严格。目前国内标准有《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB2760),《食品安全国家标准食品接触材料及制品用添加剂使用标准》(GB9685),在此范围类使用的精油,必须符合以上标准,在符合标准要求的前提下,再根据精油的使用量、使用浓度、添加方式、生产工艺等方面对添加的精油进行针对性的安全指标评估。二是精油的品质,其质量应稳定,应符合产品质量属性。

目前,人们对精油质量控制的研究不断深入开展,对于精油的检测方法的研究、探讨已有许多报道,结合精油属于香精香料的特性,精油的检测方法主要有:感官指标评价,物理指标的检测,精油组分的分析,微生物的检测等。

2.1 感官指标评价

主要是与标准样品对比,对精油进行外观、香气、香味、溶混度的质量评价。感官指标评价的操作简单、直接,能对精油有一个直观、基本的质量评价,但不能反映精油的某些物理特性和化学组成,同时在评价中受到测评人个体、测评环境等一定影响。所以对精油进行感官指标评价的同时要结合精油组分的分析、检测以此达到全面性质量评价的目的。

2.1.1 香气、香味质量评定

a. 传统方法

香气、香味质量评定的常用方法一般是差别评香。差别评香常用方法有:两点评香法、两三点评香法、三点评香法等[3]。

两点评香法:同时给测评员两个样品,两个样品采用随机的顺序。测评员对给出的两个样品进行判别评定,判定整个样品或样品某些特征顺序的评定方法。

两三点评香法:先提供给测评员一个标准样品,接着提供两个样品,其中一个与标准样品相同。要求测评员挑选出与标准样品相同的样品。

三点评香法:将三个样品进行编号,其中两个样品是相同的,一个样品不同。同时提供给测评员这三个样品,测评员辨别出其中不同的那个样品。

根据评定的准确性要求,通常最适合的方法是三点评香法,该方法可以客观地反映两个样品之间的差异程度,极大地提高感官评价的准确性和效率。三点评香法是将待测试样A、B分为(A,A,B)或(A,B,B)的测试组,由测评员进行识别,找出感觉不同的样品。测评人员要有一定数量,测评后进行统计分析,给出感官评价结果。

b. 电子鼻的应用

传统的感官评价结果往往带有主观性和抽象性,不易做出客观的判定。另外,人工评定香气受测评人员身体状况、心情等人为影响,也受環境等客观影响,一定程度会影响香气、香味评定的客观性。近年来随着化学传感器和电子技术的快速发展,模拟动物嗅觉味觉的新颖的,可分析检测多样性气味的电子鼻开始出现,能检测分析出样品气味较为全面的组分定性、定量的结果。其优势有别于色谱等仪器。由于对气味的敏感性强,操作简便,检测速度快,重现性好等优点使电子鼻在食品、环境、医药等领域得到重视和应用,国内相继出现许多电子鼻运用成效的报道。

电子鼻是对复杂和挥发性样品具有良好的综合识别能力。电子鼻分析得到的不是被测试样品中某种或某几种成分的定性或定量结果,而是给予样品中挥发成分的整体信息,也称为“指纹数据”[4]。电子鼻的“嗅觉”功能与人和动物相似,根据对样品检测到的信息与系统数据库数据进行比较,判别出样品中的成分,给出定性、定量的结果。同样电子鼻可以对精油做出分析,其准确度和效率是较高的。

在实践应用中,不同参数的设置对于电子鼻测定精油样品得出的结论有较大的影响。实验证明,电子鼻仪器四项参数:进样剂量、样品剂量、顶空产生温度、检测样品时间与样品区分辨度影响关系较大[3]。

c. 溶混度的评估

在25℃时,将适当浓度的乙醇渐渐加入精油样品,评估其溶混度是否与标准样品一致。

2.2 物理指标的检测

精油物理指标的检测内容包括精油相对于标样的密度、酸价、折光率等。物理指标的检测方法简便、快捷,从总体上反映香精香料的某些特性,但不能从化学组成的角度对样品的差异进行全面解释。

2.2.1 相对密度的检测

20℃时,同体积的精油质量与蒸馏水质量之比。目前应用自动密度仪检测相对密度已经相当普及。

2.2.2 折光指数的检测

折射率,定义为20℃时,在精油折光率测定操作通常采用使用一定波长的光线射入精油,然后将入射正弦值与折射角的正弦值进行相比,其比值就是折射率,即折光系数。阿贝折光仪是目前常用检测折光指数的仪器,在实际检测上,也有密度-折光一体测试仪,同时测试精油的折光率和密度。

2.2.3 酸值

酸值也称酸价,测试方式是使用氢氧化钾滴定中和精油中的游离酸。其中和使用氢氧化钾的(mg)数去中和1g精油中游离酸,其氢氧化钾的使用量即为酸值[5]。滴定法是通常测试酸值的方法,可以是传统滴定法,也可用点位滴定仪。因点位滴定仪简便、快捷、效率高、测试准确,目前常用电位滴定仪检测酸值。

2.3 精油组分的分析

2.3.1 气相色谱

气相色谱法,通过将样品气化后由载气带入到色谱柱,根据样品中不同成分的不同性质(包括吸附性、极性、沸腾温度点等)与固定相进行吸附和分配上的恒定状态,在多次反复与固定相的分解与吸附,在载气中密度相对较大的成分则先于其他成分流出色谱柱,各成分在流出后进行检测,最终形成气相色谱图。气相色谱法利用样品组分间的不同属性采用与其他介质加以分离,测试出样品组成成分,因其操作快捷高效、辨识灵敏的特点,所以在各行业得到广泛的应用。以固定相物质是液体还是固体可分为气液色谱和气固色谱两种分离方法。日常中,还有新型毛细管电泳色谱法,采用流速的电子控制能在较短时间内分离分析出组分,得出精确报告。另外还有全二维气相色谱法,具有较高的辨识度和准确性,对精油的定量分析具有良好的应用。

气相色谱法在复杂样品的分离、检测中占有重要的地位。

2.3.2 高效液相色谱

高效液相色谱法是将不同极性或不同配比的混合液,在高压作用下输入作为流动相,再与检测仪中固定相进行分离,最后进入检测仪进行检测,最终得到被检测样品的成分分析结果。高效液向色谱法最主要的是采用的高速、高压将被检测液体混合溶剂作为流动相,具有高效,灵敏的特点。文献中有将窄孔整体柱为装置的高效液相色谱法,可以高效检测饮料溶液中混有苏丹红、对位红等高水溶性的染料。

热稳定差,具有挥发性的测试样品通常采用高效液相色谱法测试,但如果液体粘度较大,则分析时间较长。

2.3.3 色谱-质谱联用

色谱-质谱联用即将测试组分的色谱分析法与测量离子质荷比的质谱分析法联合使用的分析方法。将两种分析方法的高效分离,高灵敏度的特点相结合,分析出测试样品更多的组成成分结构信息。因其检测高灵敏度,能检测出更为特殊、复杂的组分结构优点,从而得到广泛应用。如烟草行业采用色谱-质谱联用法测试新、降烟碱,假木贼碱等已成为标准方法。

在烟草、食品行业对精油的检测最为常用有效的方法就是色谱-质谱联用法。该方法也得到各行各业的广泛应用。

2.3.4 红外吸收光谱法

红外吸收光谱法即红外光谱法,采用特定频率的红外光,照射测试样品。当测试样品分子中特定基团的振动频率与红外光相同时,基团就吸收到该频率的红外线能量,产生振动跃迁[8]。将分子基团吸纳红外光的情况用测试仪记录下来,就得到吸收光谱图,通过分析光谱图显示的吸收峰特征(波长、形状、强度等)来分析出分子中的基团,从而分析得到分子结构。分子吸纳红外光能量后的运动产生红外吸收光谱,通常分子越大,红外谱带也越多。红外吸收光谱法对吸光度的测量不精准,有较大误差,在对精油的定性分析中会用到红外吸收光谱法。

2.3.5 紫外吸收光谱法

一些有机化合物,具有吸收紫外光的特性,如将特定波长的紫外光照射检测物,某些波长的紫外光将被检测物中的分子所吸纳,记录吸纳光度则可以得到检测物的紫外吸收光谱。紫外吸收光谱法可以对检测物的组分、结构、含量等开展分析、判定。采取紫外吸收光谱法能够十分敏感准确的反映待测精油样品中不同组成吸纳紫外波长的差异,能够准确迅速地检测到精油样品的质量状况。

2.3.6 拉曼光谱法

拉曼光谱法是利用拉曼散射效应,对测试样品产生的散射光谱实现的分析、判定方法。该方法适用于对能产生明显的拉普效应得到拉普光谱的被检测样品的检测方法。通过该测试法分析样品拉普光谱的峰强、形状、位置等对精油测试样品,得出样品组分定性和定量分析结果。拉曼光谱法操作便捷、高效,且被检测样品不需预处理等优点,在检测技术高速发展的今天,拉普光谱分析法是精油检测很好的手段,具有较强的应用前景。

2.4 微生物的检测

微生物的检测常用于精油受高温影响、密封性不严或放置时间过长时的检验,以判定精油变质与否。按照GB4789.15方法测定样品中霉菌总数含量;按照GB4789.2方法测定样品中菌落总数含量。

3 结束语

本文介绍了精油的概念、分类及质量测评一般性方法,重点对精油在感官指标评价,物理指标的检测,精油组分的分析,微生物的检测等几个方面检测评价方法进行阐述。

参考文献:

[1]李峰.烟草和烟用香精中致香成分检测方法研究[D].华南理工大学,2010.

[2]李红英,储玉双,黄恩福.植物精油在家禽生产中的应用及相关机制[J].江西畜牧兽医杂志,2018(04):7-10.

[3]林翔云.调香术第三版[M].北京:化学工业出版社,2013.

[4]于宏晓,徐海涛,马强,等.电子鼻气味指纹数据对烟丝加香质量的评价[J].中国烟草科学,2010,31(02):63-66.

[5]刘景华.国际标准ISO 1242-1973(E)精油-酸值的测定[S].香料与香精,1981.

[6]David F, Gere D R, Scanlan F, et al.Instrumentation and applications of fast high-resolution capillary gas chromatography [J].J.Chromatogr.A,1999,842:309-319.

[7]田富饒,陈勇,叶旭炎,等.气相色谱法检测牙膏中的二甘醇[J].香精香料化妆品,2011(3):14-16.

[8]李兴波.稀土氟化物纳米晶的制备及其光学性质的研究[D].哈尔滨工程大学,2012.

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