（食品科学专业论文）原料乳中掺入外来脂肪检测方法的研究.pdf

要 本论文研究了原料乳中掺入外来脂肪的检测方法。首先，用常规理化分析方法 研究了掺入不超过0 5 外来脂肪植物奶油后乳脂肪的碘值、皂化值、折光率和游离 脂肪酸的变化，得出加入外来脂肪后碘值无变化；皂化值有降低的趋势，但在0 i 的 水平下差别不显著：折光率无明显变化；游离脂肪酸的含量有所增加，但滋气味无 变化。其次，通过气相色谱测定了牛乳脂肪与掺入外源脂肪植物奶油或植脂末后乳 脂肪中的多种脂肪酸的量，使用贝叶斯判别公式判别掺假，得出概率判别公式为 p r o i x ) = e x p ( 一0 5d 产( x ) ) s u m ke x p ( 0 5d k 2 ( x ) ) 。通过验证，该公式对植物奶油和 植脂末判别最低检出限分别为0 8 和0 1 。最后，对原料乳中挥发性物质采用电子 鼻进行了检测，分别采用了金属氧化物传感器检测和气相分离后表面声波振荡器检 测两种方法对掺假的牛奶进行判定，装有金属氧化物传感器的电子鼻的质量控制图 可以检测出掺假量为o 1 的植物奶油，通过最小二乘分析相关性达n o 9 6 3 0 ，拟合 的效果良好：采用装有气相分离后表面声波振荡器的电子鼻可以检测出植脂末掺假 和植物奶油掺假，检出下限为0 1 。 另外，利用植脂末中含有还原糖的特点，通过尿糖试纸，研究了测定原料乳中 掺入植脂末的方法，检出限为0 2 。利用植物奶油中含有抗氧化剂二丁基羟基甲苯 ( b h t ) ，通过分光光度计测定b h t ，研究了植物奶油掺假检验的方法，植物奶油的 掺假检出限为o 1 。 关键词：原料乳：掺假：外来脂肪；检测 s t u d yo nt h em e t h o d so fd e t e c t i n gf o r e i g n fa ti nr a wm il k a b s t r a c t d e t e c t i o nm e t h o d sf o ra d u l t e r a t ef o r e i g nf a ti nr a wm i l kw e r es t u d i e di nt h i sp a p e r f i r s t p h y s i c a la n dc h e m i c a lm e t h o d sf o rd e t e c t i n gl e s st h a n0 5 p l a n tb u t t e ri nr a wm i l k w e r er e v i e w e d ，i n c l u d i n gi o d i n ev a l u e ，s a p o n i f i c a t i o nv a l u e ，r e f r a c t i v ei n d e x ，f r e ef a t t y a c i d 1 1 1 er e s u l t ss h o w e dt h a ti o d i n ev a l u ed i dn o tc h a n g e s a p o n i f i c a t i o nv a l u ew a si na d e c r e a s et r e n db u tw a sn o ts i g n i f i c a n tu n d e r0 1l e v e l t h ec h a n g eo fr e f r a c t i v ei n d e xw a s n o to b s e r v e d ，f r e ef a t t ya c i d sh a di n c r e a s et r e n d ，w h i l et a s t ea n ds m e l lw a st h es a m ea s w i t h o u tp l a n to i l s e c o n d l y ，s e v e r a lf a t t ya c i d si nr a wm i l ka d u l t e r a t e d 、机t 1 1p l a n tb u t t e r a n dp o w d e r e dp l a n to i lw e r ed e t e r m i n e db yg a sc h r o m a t o g r a p h y ，a n db a y e s i a n d i s c r i m i n a t i o nf o r m u l aw a se s t a b l i s h e d ，w h i c hw a sp r ( ix ) 2 e x p ( 0 5o j 2 ( x ) ) s 切k e x p ( - 0 5d k2 ( x ) ) t h ed e t e c t i o nl i m i t so f a d u l t e r a t e dp l a n tb u t t e ra n dp o w d e r e dp l a n t o i li nr a wm i l kb yb a y e s i a nd i s c r i m i n a t i o nf o r m u l aw a so 8 a n do 1 ，r e s p e c t i v e l y f i n a l l y ，v o l a t i l i t ys u b s t a n c ed e t e c t i o no fm i l kf a tw a sd e t e r m i n e db yt w ot y p e so f e l e c t r o n i cn o s e i e m e t a lo x i d es e n s o r sa n dg cw i t l ls u r f a c ea c o u s t i cw a v e b a s e do nt h e s e d i m e n t sq u a l i t yc r i t e r i a , t h ed e t e c t i o nl i m i tb ym e t a lo x i d es e n s o r sf o ra d u l t e r a t ep l a n t b u t t e ri nr a wm i l kw a s0 1 ：t h ed e t e c t i o nl i m i tb yg c 州t 1 1s u r f a c ea c o u s t i cw a v ef o r a d u l t e r a t ep l a n tb u t t e ra n dp o w d e r e dp l a n to i li nr a wm i l kw a s0 1 i na d d i t i o n ，a sp o w d e r e dp l a n to i lc o n t a i n e dr e d u c i n gs u g a r ，r e d u c i n gs u g a rw a s d e t e c t e d 晰t l lu r i n es u g a rt e s tk i t ，a n dt h ed e t e c t i o nl i m i to fa d u l t e r a t ep o w d e r e do i li nr a w m i l kw a so 2 a sp l a n tb u t t e rc o n t a i n e da n t i o x i d a n tb h t ，s p e c t r o p h o t o m e t e rw a su s e d t od e t e c tb h ta n dt h ed e t e c t i o nl i m i to fa d u l t e r a t ep l a n tb u t t e ri nr a wm i l kw a s0 1 k e yw o r d s ：r 仃wm i l k ：a d u l t e r a t i o n ；f o r e i g n f a t ；d e t e c t i o n d ir e c t e db y ：p r o fx i n gl i m i n gd o c t o ry u nz h a n y o u a p pi ic a n tf o rm a s t e rd e g r e e ：liz h a o ( f o o ds c i e n c e ) ( f o o ds c i e n c ea n d e n g i n e e r i n g c o l l e g e , i n n e r m o n g o l i a a g r i c u l t u r e u n i v e r s i t y ，h u h h o t 0 1 0 0 1 8 ，c h i n a ) g c h p l c g l c n m r d s c n i r b d i f g c s a w b h t 缩略词表 g a sc h r o m a t o g r a p h y h i g he f f i c i e n c yl i q u i dc h r o m a t o g r a p h y g a sl i q u i dc h r o m a t o g r a p h y n u c l e a rm a g m e t i cr e s o n a n c e d i f f e r e n t i a ls c a n n i n gc a l o r i m e t r y n e a ri n f r a r e ds p e c t r o s c o p y b u r e a uo fd a ir yi n d u s t r ie s f a s tg a sc h r o m a t o g r a p h y s u r f a c ea c o u s ticw a v e b u t y l a t e dh y d r o x y t 0 1 u e n e 内蒙古农业大学 研究生学位论文独创声明 本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果据我所知，除了文中特别加以标注和致谢岢 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任 论文作者签名：耋罂日期：坦竺：5 ：1 2 内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书 本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，印：研 究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学本 人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业 大学学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档，允许论文被查阅和借阅学校可以公布学位论文的全部或部 分内容( 保密内容除外) ，采用影印、缩印或其他手段保存论文 论文作者签名： 指导教师签名： 日 期： 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 1 引言 1 1 牛乳掺假 乳是哺乳动物为哺育幼儿从乳腺分泌的一种白色或稍带黄色的不透明液体。它 含有幼儿生长发育所需要的全部营养成分，是哺乳动物出生后最适于消化吸收的全价 食物。乳是动物出生后短时间内唯一的食物。其中含有水份、蛋白质、脂肪、碳水化 合物、无机盐、磷酯类、维生素、酶、免疫体、色素、气体及动物所需要的各种微量 成分m 。乳制品已成为继粮食、肉类、水产之后的人民生活必需的食品。 面对乳品行业的飞速发展，不同国家出台了自己的按质论价的标准。我国的乳品 公司也相对出现了原奶的收购标准，对牛奶的乳脂率、乳蛋白、总干物质、微生物总 数、抗生素含量、掺假等的测定作为牛奶的评判标准。但是原料乳市场上掺假现象层 出不穷，奶农或奶站为了牟取更多的利益向牛奶中掺杂使假，严重损害了消费者和企 业的健康及利益。 乳品掺假概括起来主要有两种形式：一种是在纯牛乳中掺入合成乳，合成乳主要 是尿素、烹饪油、清洁剂、苛性钠、糖、盐和去脂乳糖粉在水中混合而成的，它不含 有自然乳，没有乳所具有的重要营养成分。二是往牛乳中兑水，然后为了增重加入蛋 白粉、豆浆、米汤、植脂末、尿素、各种盐来提高加入的比重及蛋白、脂肪含量嗍。 在乳制品中掺假是很早就存在的现象了，m a n u f a c t u r e ra n db u i l d e r 期刊在1 8 6 9 年就对乳掺假现象有过记载。关于牛奶中掺入非乳脂肪，1 9 9 9 年f d ac o n s u m e r 杂志 在“s o m ee a r l yc a s eo f e c o n o m i ca d u l t e r a t i o n ”中报道了早在1 9 2 2 年就出现在奶油中 掺入椰子油和棉籽油现象。 1 2 常见的脂肪掺假物p 1 1 2 1 原料乳中掺入植脂末 植脂末又叫咖啡增白剂、奶精，生产工艺同再制奶和无乳脂再制奶的加工工艺。 主要成分为玉米糖浆、一种或多种氢化植物油( 氢化椰子油、棕榈油、棕榈仁油) 、 酪蛋白酸钠、单甘酯、二甘酯、磷酸氢钾等。植脂末也主要是用来提高牛奶中脂肪的， 一般脂肪含量在3 0 5 0 。植脂末是由欧美国家研制成功的，其价格只有奶粉的5 5 嗍。 因此营养价值也不如奶粉，配制成的掺假牛奶营养价值也降低。 1 2 2 原料乳中掺入植物奶油 人造奶油是由食用油经过氢化、乳化剂及其他添加剂、牛奶或水混合而成的油包 水( w o ) 型乳状液。掺入人造奶油的主要目的是提高牛奶中脂肪的含量，其中含有 的乳化剂能使人造奶油很好的溶解于原料奶中。 1 3 掺入乳脂肪的目的 2 原料乳中掺入外来脂肪检测方法的研究 乳脂肪不仅与牛乳的风味有关，同时也是稀奶油、奶油、全脂乳粉及干酪等的主 要成分。牛乳中的脂肪含量随乳牛的品种及其他条件而异，一般为3 - - - 5 n ，。因此 在收购牛奶时乳脂肪坦作为检验牛奶品质的一项目的。掺入乳脂肪无非是两种目的： 一是使乳脂肪的含量达到正常的收购范围；二是向牛奶中掺水，但是还不想让乳脂肪 的含量降低。因此对上述的两种情况只能向牛奶中掺入外来脂肪。 1 4 牛奶中掺入外源脂肪对人体危害璐卅 现在越来越多的百姓都知道食品用富含多不饱和脂肪酸的植物油可以降低胆固 醇水平，但是氢化植物油却恰恰相反，属于人体不需要的反式脂肪酸。植脂末、植物 奶油、脂肪粉中都含有氢化植物油对人体危害主要表现在以下。 1 4 1 促进动脉硬化 研究人员发现，在降低血胆固醇方面，反式脂肪酸没顺式脂肪酸有效；含有丰富 反式脂肪酸的脂肪表现出能促进动脉硬化作用。具体表现在反式脂肪酸在提高低密度 脂蛋白胆固醇( 被称为坏胆固醇) 水平的程度与饱和脂肪酸相似；此外，反式脂肪酸 会降低高密度脂蛋白胆固醇( 好胆固醇) 水平，这说明反式脂肪酸比饱和脂肪酸更有 害。对美国护士健康调查结果也表明，人造黄油摄入量越多，患心脏病危险就越大。 1 4 2 促进血栓形成 反式脂肪酸有增加血液粘稠度和凝聚力的作用。有实验证明，摄食占热量6 反式 脂肪酸的人群的全血凝集程度比摄食占热能2 的反式脂肪酸人群增加，因而容易使 人产生血栓。 1 4 3 影响生长发育 反式脂肪酸还能通过胎盘转运给胎儿，母乳喂养的婴幼儿都会因母亲摄入人造黄 油使婴幼儿被动摄入反式脂肪酸。而由于受膳食和母体中反式脂肪酸含量的影响，母 乳中反式脂肪酸占总脂肪酸的1 - - 一8 ，反式脂肪酸对生长发育的影响包括，使胎儿 和新生儿比成人更容易患上必需脂肪缺乏症，影响生长发育：对中枢神经系统的发育 产生不良影响，抑制前列腺素的合成，干扰婴儿的生长发育。 1 4 4 增加妇女患2 型糖尿病的概率 哈佛公共卫生学院的f r a n kh u 博士在为期1 4 年的研究中分析t 8 4 0 0 0 多名妇女的 资料，在此期间共有2 5 0 7 例被诊断为2 型糖尿病。分析结果表明，虽然与碳水化合物 的热量相比，她们摄入的脂肪总量、饱和脂肪或单不饱和脂肪均和患糖尿病无关。但 摄入的反式脂肪含量却显著增加了患糖尿病的危险。 内蒙古农业大学硕士学位论文 3 1 5 对掺入非乳脂肪国内外研究动向 1 5 1国外研究动向 1 5 1 1 气相色谱法g c 近代使用气相色谱法来检测牛奶脂肪中脂肪酸的方法大多使用f i d 检测器。 j r f o x 等，使用气相色谱法来判别牛乳脂肪掺假，首先提取脂肪，然后皂化脂肪， 最后用气相色谱来分析脂肪酸钾盐。气相条件：1 8 3m 的玻璃柱，直径2t t u m ；用5 d e g s p s 填充，注射器温度2 5 0 ，检测器温度2 5 0 ，氦气作为载气，流速为6 0 m l m i n ，样品池温度从1 0 0 以8 m i n 升至u 2 0 0 保留2m i n 。通过测定丁酸与油酸 的比例来测定纯牛奶的掺假。这种测定方法对氢化的植物脂肪的检出限为1 0 。 h a n a n eg o u d j i l d 对羊乳中掺入非乳脂肪进行判断，用气相色谱来分析羊乳中不同甘 油三酸酯的组成，采用s p s s l1 0 的a n o v a 分析来判断羊乳样品的不同季节和来源， 使用多元回归分析甘油三酸酯来判别羊乳脂肪与非羊乳脂肪。羊乳脂肪溶于正己烷中 ( 5m e , m l ) ，取o 5 “l 注入气相色谱柱中，分流比1 ：2 0 ，采用程序升温，柱长2 5m ， 直径0 1 岬。对掺入植物油和猪油的最小检出限为7 ，对掺入牛乳脂肪的最小检出 限为2 4 。 1 5 1 2 高效液相色谱法h p l c 采用高效液相色谱法研究的人比较多，都是将牛奶中的甘油三酸酯分离，将其甲 酯化，通过检测有效碳原子数和物质保留指数之间的相关关系来测定甲酯化的脂肪酸 含量，再通过数学统计方法来鉴别掺假的乳脂肪。怎样能更好的分离甲酯化的脂肪酸 是这些方法的关键，研究者分别在柱子、检测器、流动相、柱子温度等的选取方面进 行了研究。l e o n n 研究了p b o n d a p a c kc 1 8 ( 1 0i x r n ) ，r p 1 8 ( s p h e r i 5 ) 、 l b o n d a p a c k c 1 8 ( 1 0 i x m ) 、z o r b a xx o d s ( 6 1 a m ) 、o d s 2 ( 5 9 i n ) 柱子的分离效果，柱子z o r b a xo d s 的分离效果好；流动相分别采用了丙酮中混有乙腈、异丙醇、二氯甲烷或者乙醇、正 己烷，得出丙酮和乙腈作为流动相最常见，a i t z e t m i i l l e r n 羽建议使用梯度洗脱法效果更 好；l a y p k o v “和w o j t u s i k n 帕对氢火焰离子检测器( f i d ) 、蒸发光散射检测器( e l s d ) 、 近红外检测器( i r - d e t e e t o r ) 、紫外检测器( u v d e t e c t o r ) 、折射光检测器( 耻d e t e c t o r ) 进行了对比，得出e l s d 检测器能够更好的分离甘油三酸酯，且检出限低；柱子温度 的选取对分离是非常重要的，j e n s e n n 叼认为温度的选取取决于液相色谱的柱子和溶剂， f r e d e 等d 鲫建议使用程序升温。r b a t t a g l i a “力使用高效液相色谱法分离多不饱和脂肪酸 的反式和顺式，由于加入牛乳中的植物油中，不饱和的脂肪酸在氢化的过程中会生成 顺式和反式脂肪酸，当掺入到乳脂肪中时会引起乳脂肪的顺反式的变化。样品中含有 任何的一种不饱和脂肪酸，溶解于正己烷中，色谱条件：柱子2 5 0 x 5m i l l ，使用四氢呋 喃与正己烷的混合物，四氢呋喃的浓度取决于柱子的活性，但是一般取体积的l 做 洗提液，流速为2 2m v m i n ，注射量按饱和度从2 “l 一2 5p l ，紫外检测器在2 0 5n l n 。在 4 原料乳中掺入外来脂肪检测方法的研究 此条件下可将牛乳中的反式和顺式脂肪酸很好的分离开。通过条件的筛选能够更好地 分离甲酯化的脂肪酸，为掺假检测提供方法支持。 1 5 1 3 气液色谱法g l c f r 6 d 6 r i cd e s t a i l l a t s 等n 8 1 使用气液色谱测定牛奶中加入氢化植物油，氢化植物油中 含有大量的c 1 8 ：1 的9 和1 0 两种反式脂肪酸，当加入氢化植物油后牛乳中c 1 8 ：1 的 9 反式脂肪酸会增加，因此可以通过建立数学模型来测定牛乳中掺入的氢化植物油。 首先，将脂肪酸甲酯化，通过银离子薄层色谱法分离甲酯化的脂肪酸，再用气液色谱 法分析甲酯化的脂肪酸。色谱条件：熔融石英硅胶c p s i l l8 8 柱直径0 2 5r a i n ，1 0 0m 柱长，o 2 5p m 薄层，氢火焰离子检测器3 0 0 ，柱子温6 0 下保持5m i n ， 再以 1 5 m i n 升到1 6 5 ，保持1m i n ，在以2 m i n 升到2 2 5 然后在2 2 5 下保持 1 7m i n ，氢气作为载气，入口的载气压力为2 2 0k p a 。通过统计分析软件q s t a t1 1 5 来分析掺假。正常牛乳中的c 1 8 ：1 的9 和1 0 的反式脂肪酸含量相等，一般在3 1 0 ， 然而氢化植物油中c 1 8 ：1 的9 的反式脂肪酸占4 2 4 7 ，c 1 8 ：1 的1 0 的反式脂肪酸占 2 0 2 5 ，因此添加氢化植物油的牛乳会使c 1 8 ：1 的9 的反式脂肪酸含量变化很大。 1 5 1 4 核磁共振和差示扫描量热法n m r 和d s c z s h e n d 们对乳脂肪、氢化椰子油、氢化棉籽油和这些油的混合样品采用核磁共 振和差示扫描热量法来测定，在1 5 下这些油在混合样品中的固体脂肪含量的测定 结果与单个油脂中固体脂肪测定结果的加权平均值近似。然而在1 5 到2 5 时含有 氢化的椰子油的乳脂肪中固体脂肪的测定值比单个油脂中固体脂肪测定结果的加权 平均值低1 0 。温度从2 5 到3 5 时，含有氢化棉籽油的乳脂肪中测定固体脂肪含 量比单个油脂中固体脂肪的加权平均值低。差示扫描量热法测定的结果比核磁共振测 定的固体脂肪高。 1 5 1 5 近红外的方法r s u m i ok a w a n o 等叙述了近红外方法测定黄油中脂肪掺假。近红外在l1 6 4 、1 6 6 0 、 2 1 4 4 和2 1 7 6n n l 下对近半数的顺式的不饱和脂肪酸有吸收，这些顺式的不饱和脂肪酸 在每种脂肪中有固定的比例。在上述的波长下，非乳脂肪添加比例与顺式不饱和脂肪 酸的吸收峰相关性很好。实验条件：萃取出的脂肪在3 5 下变成液体，装入样品池 中，盖上玻璃片，波谱扫描范围从11 0 0n m n 2 5 0 0n n ，每个样品的测定时间仅需要9 0 s 。使用近红外的方法不需要经过甲酯化，能简单、快速测定黄油中掺入的人造奶油， 最小检出掺假量为3 。 1 5 1 6 分子蒸馏法 内蒙古农业大学硕士学位论文 5 e w b i r d 妲等在2 5 0 经过lh 在没有分解和聚合的情况下采用分子蒸馏法分 离脂肪分子。分子蒸馏法可以测定除椰子油外牛奶中添加的混合脂肪和不同季节的乳 脂肪。乳脂肪受季节的影响很大，如果不知道牛奶所处的季节，最小的脂肪的添加量 在1 8 - 2 0 时就能被测出来；在明确牛奶所处的季节时，脂肪的掺假的检出限小于5 。 不同的脂肪和油脂在相同的蒸馏条件下被分离，不同脂肪被分离的方法可以测定牛奶 中掺入脂肪。不同脂肪酸的分离取决于碳链的长度、饱和度、脂肪酸含量。r j c a m p o s 恤1 使用短径蒸馏来分离乳脂肪，蒸馏温度1 2 5 2 5 0 ，蒸馏物从0 3 4 2 7 ( w t w t ) ， 蒸馏出的物质是短链和中链的脂肪酸和低分子量的甘油脂，剩下物质主要是长链的饱 和与不饱和的脂肪酸和高分子量的甘油酯，随着蒸馏温度的增加，收集到的蒸馏物会 增加。 1 5 1 7 电子鼻检测 电子鼻是在2 0 世纪9 0 年代发展起来的一种新颖的分析、识别和检测复杂嗅味和 挥发性成分的人工嗅觉装置隍引。它是模拟人的鼻子闻到的是目标总体气息，它不仅可 以根据各种不同的气味测到的不同的信号，而且可以将这些信号与经训练后建立的数 据库中的信号加以比较，进行判断识别，因而具有类似鼻子的功能乜舢。电子鼻在食品、 烟草、环境等方面的应用及其广泛。在乳制品成熟期和货架期的预测、乳中的挥发性 物质的分析、乳中微生物的分类、干酪种类的分类和乳制品产区等方面都有应用汹1 。 1 5 2 国内研究动向 国内开展非乳脂肪掺假检测的研究较少，秦立虎等对牛奶中掺入粉末油脂使用尿 糖试纸检测进行过报道。陈敏等人介绍以干物质为基础核价，测定牛乳脂肪率，由 此计算出的干物质含量，作为鉴别是否掺水、脱脂的方法，提供参考依据。按照正常 牛乳中脂肪的含量不得低于3 计算，如低于此数值，则说明可能进行过脱脂( 密度 降低) 、掺水( 密度降低) ，或同时脱脂掺水( 密度无明显变化) 伍7 1 。 1 6 课题研究的内容及创新点 国外在检测乳脂肪掺假上主要应用了仪器的方法，一般昂贵、费时，因此寻找简 单快速的方法尤为重要。脂肪的性质主要是由于脂肪酸碳链的长短、脂肪酸链的饱和 度、不同碳链脂肪酸的浓度引起的，从掺入的外来脂肪与牛乳脂肪的差异性入手寻找 常规理化指标来检测。 1 。6 1 碘值的测定原理 碘价系表示不饱和脂肪酸的数量，即以1 0 0g 油脂所能吸收碘的质量克数来表示。 如果油脂中有不饱和脂肪酸时，根据碘价也就可以测知不饱和脂肪酸的含量，即凡含 6原料乳中掺入外来脂肪检测方法的研究 双键多的油脂吸收碘的数量也多。牛乳脂肪的碘价在2 1 3 6 之间，人造奶油的碘价 在4 6 , - - - 7 7 d 1 。通过牛乳脂肪与人造奶油碘价的差异性，测定掺入植物奶油后乳脂肪碘 价的变化来检验是否掺入外来脂肪。 1 6 2 皂化值的测定原理汹， 皂化1g 油脂所消耗的氢氧化及的毫克数称为皂化值。皂化值与脂肪酸的分子量 成反比，即分子量愈大皂化值愈小。从皂化值可以大概推知油脂所含脂肪酸的种类。 氢化植物油主要由棕榈酸、硬脂酸、油酸等甘油酯所组成，皂化价在1 9 0 2 0 0 之间， 而乳脂肪的皂化值远较这些脂肪高，通常在2 2 0 - - 2 4 0 ，这是因为乳脂肪中多含低级 脂肪酸的缘故n 1 。通过牛乳脂肪与植物奶油皂化值的差异性，测定掺入植物奶油后乳 脂肪皂化值的变化来检验是否掺入外来脂肪。 1 6 3 游离脂肪酸的测定原理 刚挤出的乳中主要是三酰甘油，二酰甘油、单酰甘油和游离脂肪酸的含量低，但 经贮藏一段时间后，由于受到乳中脂肪酶和细菌脂肪酶的水解作用，分解三酰甘油， 使其含量升高但町。脂肪的分解味主要是归结于酶水解了牛奶的三酰甘油酯导致牛奶中 短链游离脂肪酸的增加( c 4 c 1 2 ) 以及游离脂肪酸在牛奶中总含量增加。脂解的危 害是增加腐败味和增加脂肪酸的含量。现在有很多方法已经被研究来测定牛奶以及乳 制品中的游离脂肪酸。通过加入外来脂肪对原料乳中游离脂肪酸的影响，对比几种游 离脂肪酸提取方法的稳定性和方便性，筛选游离脂肪酸的提取方法。 1 6 4 折光率的测定 折光指数是测定油脂物理特性的一个常数。折光指数是指2 0 时钠黄光在空气 中的传播介质( 油脂) 中的速度之比，叫做该介质的折光指数( r i d z o ) 。油脂的折光 指数与油脂的化学成分有着密切的关系。一般地说，油脂折光指数与碳链的长短和碳 链中的双键数成正比，含羟基多的脂肪酸的油脂折光指数也较高。 为此本论文就这些理化指标进行研究，同时通过气相色谱来分析甲酯化的脂肪 酸，从而测定牛乳中混酸，建立贝叶斯判别公式判别检测原奶掺假。采用金属氧化物 传感器和气相与表面声波振荡器联用两种电子鼻检测原料乳脂肪的掺假。此外，从加 入的掺假脂肪的原料乳中所不含有的物质抗氧化剂、还原糖方向入手来间接判断原料 乳中掺入外来脂肪。 本研究首次将电子鼻应用于原料乳脂肪掺假的检测上，在研究脂肪酸甲酯化方面 前人多数通过气相色谱分离脂肪酸，然后采用方差分析、多元回归分析来测定原料乳 中脂肪的掺假，本试验主要采用了判别分析，通过原料乳中脂肪酸的测定结果，建立 正常的原料乳的脂肪酸的判别公式。由于抗氧化剂是现在人造奶油中添加剂的辅料， 内蒙古农业大学硕士学位论文 7 所以将抗氧化剂作为间接测定原料乳中脂肪掺假的检测方法。 2 材料与方法 2 1 材料 2 1 。i 样品 原奶：伊利奶站提供的牛体样 植物奶油：主要成分：色拉油、乳化剂、水；天津市农工商港渤海乳品厂 植脂末：主要成分：玉米糖浆、脂肪、酪蛋白钠，高级乳化剂；山东邹平县西王工 业园 2 1 2 主要试剂 百里酚兰钠盐( 分析纯，天津市永大化学试剂开发公司) 、三水硝酸铜( 分析纯，天津 市天达化工实验厂) 、三乙醇胺( 分析纯，天津市兴华化学试剂厂) 、二乙基二硫代 氨基甲酸钠( 分析纯，天津市福晨化学试剂厂) 、尿糖试纸( 桂林中辉科技发展有限 公司) 、无水乙醇( 分析纯天津市化学试剂三厂) 、2 ，2 一联吡啶( 分析纯北京化 学试剂公司) 、三氯化铁( 分析纯天津化学试剂三厂) 、2 ，6 一二氯亚胺( 分析纯北 京化学试剂公司) 、乙酸甲酯( 分析纯天津光复精细化工有限公司) 、三氯甲烷( 色 谱纯天津市科密欧化学试剂开发中心) 、正己烷( 分析纯天津市盛淼精细化工有限 公司) 、草酸( 分析纯天津市福晨化学试剂厂) 、氢氧化钾( 分析纯天津市化学试 剂三厂) 、甲醇( 色谱纯天津市光复精细化工研究所) 、b h t 标样( s i g m a , l b 9 1 2 7 ) 、 棕榈酸( f 1 u k a , 1 2 8 3 5 0 1 ) 、f a m e m i x c 4 c 2 4 ( s i g m a , l o t ：l b 4 4 5 1 7 ) 。 2 1 3 仪器与设备 电子鼻( 美国，z n o s e 4 2 0 0 ) 电子鼻( 法国，a l p h a m o so t f o x 4 0 0 0 ) 离心机 ( s i g m a ，3 k 3 0 ) 气相色谱仪( 岛津，g c 1 7 a ) 紫外可见分光光度计( 上海光谱仪器厂，7 5 6 型) 三角瓶振荡器( k s2 6 0b ) 阿贝折光仪。( z w a g ) 2 2 试验方法 2 2 1 碘值的测定m 1 2 2 1 1 实验操作 碘化钾溶液( 1 0 0g l ) ：不含碘酸盐或游离碘 8 原料乳中掺入外来脂肪检测方法的研究 淀粉溶液：将5g 可溶性淀粉在3 0m l 水中混合，加此混合液于1 0 0 0m l 沸水中 煮沸3m i n 并冷却 硫代硫酸钠：标准滴定液0 1m o l l 溶剂：环己烷与冰乙酸等体积的混合液 称取9 9 三氯化碘溶解在7 0 0m l 冰乙酸和3 0 0m l 环己烷的混合液中。取5m l 上述溶液加5m l 碘化钾溶液和3 0m l 水，用几滴淀粉溶液作指示剂，用0 1 m o l l n a s 2 0 3 滴定体积v l ，加1 0g 纯碘于试剂中，使其完全溶解，得v 2 ，v 2 l 应 大于1 5 ，否则可稍加一点纯碘直至v 2 l 略超过1 5 。 将称好的试样的称量皿放入5 0 0m l 锥形瓶中，加入2m l 溶剂溶解试样，准确 加入2 5m l 试剂盖好塞子，摇匀后将锥形瓶置于暗处。 同样用溶剂和试剂制备空白但不加试样。 对碘价低于1 5 0 的样品锥形瓶应在暗处放置lh ，反应时间结束后加2 0m l 碘化 钾溶液和1 5 0m l 水，用标定的硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色。加几滴淀粉溶液 继续滴定，直到剧烈摇动后蓝色刚好消失。 2 2 1 2 计算公式 12 6 9 x c x ( v l - v 2 ) 碘价( i v ) = m c 标准的硫代硫酸钠溶液，m o l l ， v l 空白所用硫代硫酸钠标准液的体积，m l ， v 2 测定所用硫代硫酸钠标准液的体积，m l ， m 试样的质量，g 2 2 2 皂化值的测定口 2 2 ，2 1 实验操作 氢氧化钾：大约0 5m o l l 氢氧化钾溶解在9 5 ( v v ) 乙醇中，此溶液应为天 色或者淡黄色。将8g 氢氧化钾和5g 铝片放在ll 乙醇中回流1h ，立刻蒸馏。将需 要的氢氧化钾溶解于蒸馏物中，静置数天，然后倾出清亮的上层清夜而除去碳酸钾沥 淀。 盐酸标准溶液c ( h c i ) = 0 5m o l l 酚酞1 0g l 溶于9 5 ( v v ) 乙醇 助沸物：玻璃珠 称取2g 准确到0 0 0 5g 的试验样品于锥形瓶中 用移液管将2 5 0m l 氢氧化钾一乙醇加到试样中，并加入一些助沸物连接回流掣 内蒙古农业大学硕士学位论文 9 置与锥形瓶，并将锥形瓶维持沸腾状态6 0m i n 。难于皂化的需煮沸2h 。加0 5 - - 一1m l 酚酞于热溶液中，并用标准体积盐酸溶液滴定到指示剂的粉色刚好消失。如果皂化液 是深色的，则用0 5 - - 1m l 的碱性兰6 b 溶液。 空白：按上述步骤，不加试样，再用2 5 0m l 的氢氧化钾一乙醇溶液进行空白试 验。， 2 2 2 2 计算公式 ( v o - v i ) x c x 5 6 1 皂化值( i s ) 一 m v 广空白试验所消耗的盐酸标准滴定液的体积，m l ， v l - 式样所消耗的盐酸标准滴定液的体积，m l c 盐酸标准滴定液的实际浓度，m o f l m 一试样的质量，g ( 2 ) 2 2 3 游离脂肪酸的测定 2 2 3 1铜皂法牌捌 铜皂试剂：取5m l 三乙醇胺和1 0m l1m o l l 三水硝酸铜用饱和氯化钠溶液稀释 到1 0 0m l ，用1m o l l n a o h 调p h 8 3 c h m ：三氯甲烷：庚烷：甲醇= 4 9 ：4 9 ：2 显色剂：0 5g 二乙基二硫代氨基甲酸钠溶解在1 0m l 正丁醇中。 j g 簧 妻s o 1 0 02 0 03 0 04 0 0 游离脂肪的浓度u s o l 1 图1 铜皂法标准曲线 f i g i s t a n d a r dc u i v eo f c o p p e rs a p o n i f i c a t i o nm e t h o d 取0 5m l 奶样放于带塞的试管中- - - a n 入0 7m o l l h c l 0 1m l ，震荡- - a n0 1 m l l 1 0原料乳中掺入外来脂肪检测方法的研究 0 1 t r i t o n x 1 0 0 震荡一加入2m l 铜皂试剂震荡一加6m lc h m 一离心3 0m i n 转速 1 0 0 0r p m m i n - - 取上清液3 5m l 小心移入酸洗试管中一加0 1m l 显色剂一比色 空白取o 5m l 水，操作同上。 标准曲线的绘制：用棕榈油酸( 色谱纯) 溶解在c h m 中，使浓度分别为1 2 0 、1 8 0 、 2 4 0 、3 0 0 、3 6 0u m o l l ，操作同上。 2 2 3 2 有机溶剂法m 1 乙醇- k o h 标准液：称取8gk o h 置于聚乙烯容器中，加少量水( 约5m l ) 溶 液，用乙醇( 9 5 ) 稀释至1 0 0m l ，密闭放置2 4h ，用塑料管虹吸上层清夜至另一 聚乙烯容器中。 乙醇- k o h 标准液标定：称取0 7 5g1 0 5 1 l o 电烘箱中干燥至恒重的工作 基准试剂邻苯二甲酸氢钾，溶于5 0m l 无水二氧化碳的水中，加2 滴酚酞指示剂( 1 0 g l ) ，用配制好的乙醇- k o h 溶液滴定到溶液呈粉红色，同时做空白试验，临用前 标定。 m 1 0 0 0 c ( k o h ) =( 3 ) ( v l - v 2 ) m m _ 冬5 苯二甲酸氢钾的质量的准确量，g v l 乙醇一k o h 体积，m l v 2 空白试验乙醇一k o h 溶液的体积，m l m 冬b 苯二甲酸氢钾的摩尔质量数，g m o l 【m ( k h c s h 4 0 4 ) = 2 0 4 2 2 】 取2 0 m l 乳样- - a n 入2 5m l 2 6 的氯化钠溶液- - a n 入乙醚：正烷( 8 0 ：2 0v v ) 1 0 0 m l 一甲基橙( o 2 5 4 滴) 一震荡1m i n 一静置半小时一取上清液4 0m l 一加入l 一萘 酚酞o 5m l 一用乙醇- k o h 标准液( 0 0 2m o l l ) 滴定 2 2 3 3b d i 法阱蚓 四丁基氢氧化铵( t b a h ) 标准液：浓度为o 1m o l l ，溶剂为2 一丙醇：甲醇( 3 - lv ) 混合，此溶液在使用时用邻苯二甲酸氢钾标准溶液进行标定，以百里芬兰作指 示剂，保留四位有效数字。 o 1m o l l 百里芬兰指示剂：用2 一丙醇做溶剂，溶解o 1g 百里芬兰钠盐于1 0 0 m l 2 - 丙醇中作为原溶液，使用时，将1 体积的原液与9 体积的2 一丙醇混合，即用即 配。 脂肪溶剂：将l 体积的百里芬兰溶液与4 体积的石油醚混合，避光储存。此溶液 可保存1 个月。 内蒙古农业大学硕士学位论文 11 b d i 试剂：混合3 0g 的t r i t o nx - 1 0 0 和7 0g 的六偏磷酸盐于7 0 0m l 的蒸馏水 中，用lm o l l 的h 3 p 0 4 调p h 6 6 ，再用水定容到1 0 0 0m l ，如有必要再调一次p h 6 6 ， 此溶液避光保存。 1 6m l 的乳液放入离心管中_ 加入b d i 试剂4 5m l _ 上下颠倒1 0 次_ 放入沸水 中煮1 5m i n 一冷却到4 5 一在1 9 4 0r p m 离心1 0m i n _ 弃去上清液一称取0 2 5g 的脂 肪于10 0m l 的锥形瓶中_ 加入脂肪溶剂5 0m l j 用t b a h 滴定 2 2 4 折光率的测定口匐 先使折光仪与恒温槽相连接，恒温后，打开直角棱镜，用擦镜纸沾少量乙醇或丙 酮轻轻擦洗上下镜面。待溶剂挥发后，加一滴蒸馏水于下面镜面上，关闭棱镜，调节反 光镜使镜内视场明亮，转动棱镜直到镜内观察到有界线或出现彩色光带，则调节色散， 使明暗界线清晰，再转动直角棱镜使界线恰巧通过“字交点。记录读数与温度， 重复两次测得纯水的平均折光率，可求得折光仪的校正值( 校正值一般很小，可以忽略 不计，若数值太大时，仪器必须重新校正) 。然后以同样方法求待测样品的折光率。一 般液体有机物的折光率都在1 3 0 0 0 1 7 0 0 0 范围内。测完后，用擦镜纸沾乙醇或丙酮 清洗上下棱镜，晾干后再关闭。 2 2 5 脂肪酸甲酯化的测定 2 2 5 1 实验操作m 3 刀 取1m l 牛奶样品于3 0m l 离心管中，依次加入lm l 去离子水，5m l 甲醇，2 5 m l 三氯甲烷，加盖摇2m i n ，再依次加入2 5r n l 去离子水，加入2 5m l 三氯甲烷， 振荡2 3m i n ，然后在3 3 0 0r p m 离心1 0 下离心1 2r a i n ，吸取最下层的三氯甲烷层 1 5m l 于2m l 离心管中，用氮气吹干，然后加入1 5m l 正己烷，4 0 此乙酸甲酯摇 匀，再加入2 0 0 皿的4m o l l 氢氧化钾甲醇溶液，手工摇动6 0 次，之后每隔5m i n 重复摇动，共持续2 0m i n ，于4 冰箱中放置1 0m i n ，再加入1 草酸6 0 此，3 3 0 0r p m ， 1 0 下离心1 2m i n ，吸取上清液于玻璃瓶中待测。 2 2 5 2 气相色谱条件 柱子：c p s i l 8 81 0 0m x 0 2 5m 柱温：1 4 0 保留5r a i n ，然后再以4 m i n 升到2 2 0 载气：氮气 检测器：f i d ，2 4 0 注射量：1 止 分流比：5 0 ：1 柱压：1 7 0m p a 12 原料乳中掺入外来脂肪检测方法的研究 标样浓度：l om g m l 2 2 5 3 甲酯化脂肪酸的标准品的测定 混标样中一共有3 7 个甲酯化的脂肪酸，色谱分析结果如图所示：只有c 4 ：o 与溶 剂峰分离的效果不是很好，但是标准品的说明中给出的标准图谱的c 4 ，o 也是与溶剂 峰有粘连，所有的结果与s i g m a 标准品说明给的结果一致。 图2 脂肪酸甲酯的标准样品的色谱图 f i g 2 s t a n d a r ds a m p l eo f c h r o m a t o g r a m so f f a l l ya c i dm e t h y le s t e r 2 2 5 4 计算公式 标准样品中总的甲酯化的脂肪酸含量为1 0r a g m e ，按照每种甲酯化的脂肪酸比 例计算每种脂肪酸的含量。 lo x o 0 4 ( 0 0 6 、o 0 2 ) x m x x15 c x ( m g m l ) = m x b c x 待测样品中所含有的甲酯化脂肪酸r a g m e m x 待测样品中所含甲酯化脂肪酸的峰面积 m x 卜混标样中不同的甲酯化的脂肪酸的峰面积 x 不同的碳原子数 1 5