基于紅外光譜技術迅速鑒別有機白菜和常規白菜

歐陽沅鑫，向 婷，梁 英，畢紅梅

（黑龍江八一農墾大學理學院，黑龍江大慶 163319）

基于紅外光譜技術迅速鑒別有機白菜和常規白菜

歐陽沅鑫，向 婷，梁 英，*畢紅梅

（黑龍江八一農墾大學理學院，黑龍江大慶 163319）

有機蔬菜與常規蔬菜相比，需要更多勞力和更密集的技術，深受廣大消費者的喜愛。但是人們很難用肉眼辨別有機蔬菜的真偽。將不同來源的同一品種白菜經簡單前處理后，進行紅外光譜檢測時得到明顯不同的譜圖，將這些譜圖與有機白菜的紅外譜圖比對，能快速鑒別出有機蔬菜的真偽。

有機白菜；紅外光譜技術；鑒別

白菜原產于我國，其品種繁多、營養成分豐富，富含VC、可溶性糖、氨基酸、粗蛋白、有機酸、礦物質元素等，且具有一定的藥用價值。白菜是我國東北地區秋冬季節的家常菜，加之東北人喜食酸菜[1]，每年秋冬季節白菜的消耗量較大。

有機蔬菜是指在蔬菜生產過程中嚴格按照有機生產規程，禁止使用任何化學合成的農藥、化肥，以及基因工程生物及其產物，而是遵循自然規律和生態學原理，采取一系列可持續發展的農業技術，經過有機食品認證機構鑒定認證，并頒發有機食品證書的蔬菜產品[2]。有一小部分商家或農戶以普通蔬菜冒充有機蔬菜，嚴重損害了消費者的權益。如果這些普通蔬菜在種植過程中，將農藥原液或高濃度的農藥直接噴灑在蔬菜上，而且未過安全期就采摘，農藥的殘留較多[3]，食用后對人體危害較大。

近年來，有大量文獻報道利用紅外/近紅外光譜技術檢測果蔬的農藥殘留[4-7]、營養成分分布規律[8]及親屬關系[9]。如果能建立不同品種有機蔬菜的紅外譜圖庫，紅外技術在檢測蔬菜農藥殘留方面將有更廣泛的應用。

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場的有機白菜和市售白菜為試驗材料。

主要試劑：丙酮（分析純），無水乙醇（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公司產品；H2050R型臺式高速冷動離心機，湖南湘儀離心機儀器有限公司產品；DZG6050D型真空干燥箱，上海森信實驗儀器有限公司產品；ARC120型電子精密天平，奧豪斯公司產品。

1.2 試驗方法

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左右見方的碎片，用粉碎機粉碎后取樣。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，以備紅外測試。

2 結果與討論

2.1 有機白菜的紅外光譜圖

以中藥為例，清華大學孫素琴教授所創立的“紅外宏觀指紋譜圖鑒定法”測定中藥的紅外譜圖，不需要浸泡提取，只將中藥研磨成粉后壓片測試，將所得紅外光譜或其導數譜等宏觀指紋譜與公認的、藥效穩定的藥材和成藥相應的標準圖譜作對照，反映的是藥材的整體信息。與此類似，不同品種的白菜營養成分稍有不同[8]，但同一品種的白菜營養成分是相同的，所得譜圖應是基本一致的。

有機白菜的紅外譜圖見圖1。

圖1 有機白菜的紅外譜圖

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

2.2 市售常規白菜的紅外光譜圖

李文秀等人[5]早期的研究模擬了農藥在蔬菜汁和蒸餾水中的吸收，發現農藥在蔬菜汁溶液中與在標準試劑溶液中反映出基本相同的吸收特性，即可以應用紅外光譜技術直接對蔬菜中的農藥殘留進行檢測。換言之，如果蔬菜汁中有農藥殘留，或者白菜種植環境非“純天然”，紅外譜圖中必然會清晰反映出來。

白菜的紅外譜圖見圖2。

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

圖2 白菜的紅外譜圖

3 結論

通過與有機白菜的紅外譜圖相對照，發現常規白菜與有機白菜的紅外光譜圖有顯著差異，故可利用紅外光譜技術快速鑒別有機白菜和常規白菜。

[1]楊雪.黑龍江省白菜出口面臨的問題及對策分析 [J].農業與技術，2014，34（1）：229-230.

[2]韓紅運.小白菜種出大產業——黑龍江省紅星農場有機食品發展紀實 [J].農場經濟管理，2016（8）：66-67.

[3]張阿克，韓卉，楊合法，等.常規、無公害和有機蔬菜生產模式對土壤性狀的影響 [J].江蘇農業學報，2013，29（6）：1 345-1 351.

[4]陳俊科，龐琢，孫前寬，等.國內外蔬菜農藥殘留污染現狀及質量安全管理工作進展 [J].內蒙古農業大學學報（自然科學版），2007，28（3）：335-338.

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

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

[7]張令標，何建國，劉貴珊，等.基于可見/近紅外高光譜成像技術的番茄表面農藥殘留無損檢測 [J].食品與機械，2014，30（1）：82-85.

[8]張德雙，金同銘，徐家炳，等.幾種主要營養成分在大白菜不同葉片及部位中的分布規律 [J].華北農學報，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

黑龍江八一農墾大學大學生創新創業訓練項目“應用紅外光譜技術快速鑒別有機蔬菜和無公害蔬菜”（20160531）。

歐陽沅鑫（1997— ），女，在讀本科，研究方向為有機物分析。

*通訊作者：畢紅梅（1981— ），女，碩士，講師，研究方向為納米材料、食品化學。