吳志英 郭靖 李軍華
摘? 要:精油用途廣泛,已經滲透到我們生活的方方面面,如何確保精油的品質以滿足我們生活的需要也愈發重要。文章綜述了精油的幾種常見分析、檢測的質量控制方法、手段。
關鍵詞:精油;質量測評;質量控制方法
中圖分類號:S816 文獻標志碼:A? ? ? ? ?文章編號: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
精油是一種由多種化合物與有機酸組成的混合物。精油成分和常見的植物油全然不同,精油主要成分由萜、酚、醇、醛、酮、酯、烯和醚等化合物與有機酸組成,而植物油則是由脂肪酸和三酸甘油酯組成。隨著社會與生活的發展,精油應用于食品、生活品、煙酒、醫療保健品等眾多方面,其價值與作用越來越多的被人們所了解和掌握。因此精油作為食品、醫藥、煙酒等產品的重要添加物質,其安全性和產品質量必須得以監管和控制。對精油的質量監控也需要廣泛的研究。
1 精油的分類
精油廣義是指從動、植物加工提取的香味成分制品,動物泌香和香料植物是精油加工主要來源,精油制品具有揮發性[1]。狹義上說,只是指從香料植物的花、莖葉、果實、種籽等采用蒸餾、壓榨、冷磨、干餾等方法而取得的發香制品,目前有100多種芳香植物能夠用于生產精油,同樣其成品具有揮發性。天然精油產量少,成本高,同時社會對精油使用量日益增大,為彌補天然精油供應不足,“配置精油”孕育而生,且得到長足發展。“配置精油”也就是通過分析天然精油成分,應用仿香技巧,調配而成的發香制品。其成品與天然精油具有相同或相似的香氣,降低了成本,是天然原料的較好替代品。
精油的分類:
按精油的用途分類,可分為工業、食用、藥物、香料、芳香、芳療等六大類。
按精油的化學成分分類,可分為萜烯類,芳香族,脂肪族,含氮硫類等四大類[2]。
2 精油的質量測評
精油更多的是提取于植物,不同產地的原材料和不同提取精油的工藝,以及其保存、運輸等環境和人為操作,都會影響到精油的產品質量。其主體是多種成分共同作用,多種化合物成分的綜合表現。一直以來,對精油應用于食品、煙草等影響產品的感官評價的質量控制是一件比較難的問題。精油的混合組成成分較為復雜,多種萜、酚、醇、醛、酮、酯、烯和醚等化合物質構成,其質量控制較為困難。對精油的組分定性、定量檢測判別是質量控制的重點。
精油的質量控制有兩方面:一是安全性,精油不得有質量安全性風險,特別是食用精油、煙用精油在安全控制方面更應嚴格。目前國內標準有《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》(GB2760),《食品安全國家標準食品接觸材料及制品用添加劑使用標準》(GB9685),在此范圍類使用的精油,必須符合以上標準,在符合標準要求的前提下,再根據精油的使用量、使用濃度、添加方式、生產工藝等方面對添加的精油進行針對性的安全指標評估。二是精油的品質,其質量應穩定,應符合產品質量屬性。
目前,人們對精油質量控制的研究不斷深入開展,對于精油的檢測方法的研究、探討已有許多報道,結合精油屬于香精香料的特性,精油的檢測方法主要有:感官指標評價,物理指標的檢測,精油組分的分析,微生物的檢測等。
2.1 感官指標評價
主要是與標準樣品對比,對精油進行外觀、香氣、香味、溶混度的質量評價。感官指標評價的操作簡單、直接,能對精油有一個直觀、基本的質量評價,但不能反映精油的某些物理特性和化學組成,同時在評價中受到測評人個體、測評環境等一定影響。所以對精油進行感官指標評價的同時要結合精油組分的分析、檢測以此達到全面性質量評價的目的。
2.1.1 香氣、香味質量評定
a. 傳統方法
香氣、香味質量評定的常用方法一般是差別評香。差別評香常用方法有:兩點評香法、兩三點評香法、三點評香法等[3]。
兩點評香法:同時給測評員兩個樣品,兩個樣品采用隨機的順序。測評員對給出的兩個樣品進行判別評定,判定整個樣品或樣品某些特征順序的評定方法。
兩三點評香法:先提供給測評員一個標準樣品,接著提供兩個樣品,其中一個與標準樣品相同。要求測評員挑選出與標準樣品相同的樣品。
三點評香法:將三個樣品進行編號,其中兩個樣品是相同的,一個樣品不同。同時提供給測評員這三個樣品,測評員辨別出其中不同的那個樣品。
根據評定的準確性要求,通常最適合的方法是三點評香法,該方法可以客觀地反映兩個樣品之間的差異程度,極大地提高感官評價的準確性和效率。三點評香法是將待測試樣A、B分為(A,A,B)或(A,B,B)的測試組,由測評員進行識別,找出感覺不同的樣品。測評人員要有一定數量,測評后進行統計分析,給出感官評價結果。
b. 電子鼻的應用
傳統的感官評價結果往往帶有主觀性和抽象性,不易做出客觀的判定。另外,人工評定香氣受測評人員身體狀況、心情等人為影響,也受環境等客觀影響,一定程度會影響香氣、香味評定的客觀性。近年來隨著化學傳感器和電子技術的快速發展,模擬動物嗅覺味覺的新穎的,可分析檢測多樣性氣味的電子鼻開始出現,能檢測分析出樣品氣味較為全面的組分定性、定量的結果。其優勢有別于色譜等儀器。由于對氣味的敏感性強,操作簡便,檢測速度快,重現性好等優點使電子鼻在食品、環境、醫藥等領域得到重視和應用,國內相繼出現許多電子鼻運用成效的報道。
電子鼻是對復雜和揮發性樣品具有良好的綜合識別能力。電子鼻分析得到的不是被測試樣品中某種或某幾種成分的定性或定量結果,而是給予樣品中揮發成分的整體信息,也稱為“指紋數據”[4]。電子鼻的“嗅覺”功能與人和動物相似,根據對樣品檢測到的信息與系統數據庫數據進行比較,判別出樣品中的成分,給出定性、定量的結果。同樣電子鼻可以對精油做出分析,其準確度和效率是較高的。
在實踐應用中,不同參數的設置對于電子鼻測定精油樣品得出的結論有較大的影響。實驗證明,電子鼻儀器四項參數:進樣劑量、樣品劑量、頂空產生溫度、檢測樣品時間與樣品區分辨度影響關系較大[3]。
c. 溶混度的評估
在25℃時,將適當濃度的乙醇漸漸加入精油樣品,評估其溶混度是否與標準樣品一致。
2.2 物理指標的檢測
精油物理指標的檢測內容包括精油相對于標樣的密度、酸價、折光率等。物理指標的檢測方法簡便、快捷,從總體上反映香精香料的某些特性,但不能從化學組成的角度對樣品的差異進行全面解釋。
2.2.1 相對密度的檢測
20℃時,同體積的精油質量與蒸餾水質量之比。目前應用自動密度儀檢測相對密度已經相當普及。
2.2.2 折光指數的檢測
折射率,定義為20℃時,在精油折光率測定操作通常采用使用一定波長的光線射入精油,然后將入射正弦值與折射角的正弦值進行相比,其比值就是折射率,即折光系數。阿貝折光儀是目前常用檢測折光指數的儀器,在實際檢測上,也有密度-折光一體測試儀,同時測試精油的折光率和密度。
2.2.3 酸值
酸值也稱酸價,測試方式是使用氫氧化鉀滴定中和精油中的游離酸。其中和使用氫氧化鉀的(mg)數去中和1g精油中游離酸,其氫氧化鉀的使用量即為酸值[5]。滴定法是通常測試酸值的方法,可以是傳統滴定法,也可用點位滴定儀。因點位滴定儀簡便、快捷、效率高、測試準確,目前常用電位滴定儀檢測酸值。
2.3 精油組分的分析
2.3.1 氣相色譜
氣相色譜法,通過將樣品氣化后由載氣帶入到色譜柱,根據樣品中不同成分的不同性質(包括吸附性、極性、沸騰溫度點等)與固定相進行吸附和分配上的恒定狀態,在多次反復與固定相的分解與吸附,在載氣中密度相對較大的成分則先于其他成分流出色譜柱,各成分在流出后進行檢測,最終形成氣相色譜圖。氣相色譜法利用樣品組分間的不同屬性采用與其他介質加以分離,測試出樣品組成成分,因其操作快捷高效、辨識靈敏的特點,所以在各行業得到廣泛的應用。以固定相物質是液體還是固體可分為氣液色譜和氣固色譜兩種分離方法。日常中,還有新型毛細管電泳色譜法,采用流速的電子控制能在較短時間內分離分析出組分,得出精確報告。另外還有全二維氣相色譜法,具有較高的辨識度和準確性,對精油的定量分析具有良好的應用。
氣相色譜法在復雜樣品的分離、檢測中占有重要的地位。
2.3.2 高效液相色譜
高效液相色譜法是將不同極性或不同配比的混合液,在高壓作用下輸入作為流動相,再與檢測儀中固定相進行分離,最后進入檢測儀進行檢測,最終得到被檢測樣品的成分分析結果。高效液向色譜法最主要的是采用的高速、高壓將被檢測液體混合溶劑作為流動相,具有高效,靈敏的特點。文獻中有將窄孔整體柱為裝置的高效液相色譜法,可以高效檢測飲料溶液中混有蘇丹紅、對位紅等高水溶性的染料。
熱穩定差,具有揮發性的測試樣品通常采用高效液相色譜法測試,但如果液體粘度較大,則分析時間較長。
2.3.3 色譜-質譜聯用
色譜-質譜聯用即將測試組分的色譜分析法與測量離子質荷比的質譜分析法聯合使用的分析方法。將兩種分析方法的高效分離,高靈敏度的特點相結合,分析出測試樣品更多的組成成分結構信息。因其檢測高靈敏度,能檢測出更為特殊、復雜的組分結構優點,從而得到廣泛應用。如煙草行業采用色譜-質譜聯用法測試新、降煙堿,假木賊堿等已成為標準方法。
在煙草、食品行業對精油的檢測最為常用有效的方法就是色譜-質譜聯用法。該方法也得到各行各業的廣泛應用。
2.3.4 紅外吸收光譜法
紅外吸收光譜法即紅外光譜法,采用特定頻率的紅外光,照射測試樣品。當測試樣品分子中特定基團的振動頻率與紅外光相同時,基團就吸收到該頻率的紅外線能量,產生振動躍遷[8]。將分子基團吸納紅外光的情況用測試儀記錄下來,就得到吸收光譜圖,通過分析光譜圖顯示的吸收峰特征(波長、形狀、強度等)來分析出分子中的基團,從而分析得到分子結構。分子吸納紅外光能量后的運動產生紅外吸收光譜,通常分子越大,紅外譜帶也越多。紅外吸收光譜法對吸光度的測量不精準,有較大誤差,在對精油的定性分析中會用到紅外吸收光譜法。
2.3.5 紫外吸收光譜法
一些有機化合物,具有吸收紫外光的特性,如將特定波長的紫外光照射檢測物,某些波長的紫外光將被檢測物中的分子所吸納,記錄吸納光度則可以得到檢測物的紫外吸收光譜。紫外吸收光譜法可以對檢測物的組分、結構、含量等開展分析、判定。采取紫外吸收光譜法能夠十分敏感準確的反映待測精油樣品中不同組成吸納紫外波長的差異,能夠準確迅速地檢測到精油樣品的質量狀況。
2.3.6 拉曼光譜法
拉曼光譜法是利用拉曼散射效應,對測試樣品產生的散射光譜實現的分析、判定方法。該方法適用于對能產生明顯的拉普效應得到拉普光譜的被檢測樣品的檢測方法。通過該測試法分析樣品拉普光譜的峰強、形狀、位置等對精油測試樣品,得出樣品組分定性和定量分析結果。拉曼光譜法操作便捷、高效,且被檢測樣品不需預處理等優點,在檢測技術高速發展的今天,拉普光譜分析法是精油檢測很好的手段,具有較強的應用前景。
2.4 微生物的檢測
微生物的檢測常用于精油受高溫影響、密封性不嚴或放置時間過長時的檢驗,以判定精油變質與否。按照GB4789.15方法測定樣品中霉菌總數含量;按照GB4789.2方法測定樣品中菌落總數含量。
3 結束語
本文介紹了精油的概念、分類及質量測評一般性方法,重點對精油在感官指標評價,物理指標的檢測,精油組分的分析,微生物的檢測等幾個方面檢測評價方法進行闡述。
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