植物油中磷含量的检测分析文献综述

植物油中磷含量的检测分析 文献综述XXX（环境与生物工程学院 指导教师：XXX）油脂中的磷含量是衡量油脂质量的一个重要指标。目前，在我国国家标准中1，对植物油中磷脂控制指标采用钼蓝比色法和重量法，钼蓝比色法法简单、快速，这种方法已经较为成熟；重量法利用磷脂吸水膨胀，密度增大，易于与油分离的特性，可粗略定量磷脂含量(包含不溶于丙酮的类脂)2。国标钼蓝比色法虽可定量检测，但在实际工作中发现，该方法可准确检测精炼油中的磷含量，而对磷脂含量高的油脂，尤其是毛油，则会随着称样量的不同检测结果有很大差别。国家标准、专业标准和国际通用的AOCS方法中对于称样量的规定也存在很大差别3，这就给贸易和企业的质量控制增加了难度。为此国内外研究者在检测方法方面做了不少的研究。1 研究背景及动态1.1 磷脂在植物油中的分布及其对油品的影响磷脂组成生物膜的主要成分，分为甘油磷脂与鞘磷脂两大类，分别由甘油和鞘氨醇构成。磷脂为两性分子，一端为亲水的含氮或磷的头，另一端为疏水（亲油）的长烃基链。因此，磷脂分子常与蛋白质、糖脂、胆固醇等其它分子共同构成脂双分子层，即细胞膜的结构4。植物磷脂主要存在于油料种子，且大部分存在于胶体相内，并与蛋白质、糖类、脂肪酸、菌醇、维生素等物质以结合状态存在，是一类重要的油脂伴随物5。磷脂主要来源于植物油脂，如大豆毛油中磷脂含量约为0.1%-1.8%。植物油中磷脂的含量从加工工艺上来讲，会增加脱酸环节中性油的损失及脱色白土的用量，而且还容易引起加氢催化剂的中毒。精炼油中磷脂含量过高容易氧化影响产品色泽。所以这是不利的。在植物油储藏的方面，磷脂是导致油脂反色的原因之一；也会导致有些油脂（比如大豆油）的回味；所以磷脂不易于植物油的储藏6。在烹饪方面，在煎炸食品的过程中会形成泡沫，若煎炸的食品水分含量较高，则会使泡沫迅速上升，引起溢锅，极易造成烫伤事故与火灾。磷脂的不饱和性及易被氧化等性质，起着载运氧气的作用，使得油的耐煎炸程度大幅度降低，油很快变深、变黑。此外，磷脂还会降低成品油的烟点，其具体表现为油脂在煎炸、爆炒时稍微受热就会产生大量的油烟7。由此可见，磷脂对植物油的烹饪方面也有不利影响。1.2 磷脂检测的方法从以上磷脂对植物油的加工储藏烹饪这三个方面来看，磷脂的含量对于植物油有不小的影响的，所以对于磷含量的检测是十分必要的。对磷脂的检测方法有比色法、浊度法、TLC、HPLC，红外检测法等。1.2.1 比色法比色法测定油脂中磷含量的原理是含有磷脂的试样与金属氧化物灰化时，试样中的磷成为磷酸盐，再加酸溶解而得磷酸根，在加入钼酸盐后生成磷钼酸盐。磷钼酸盐被还原成蓝色的络合物钼蓝。产生蓝色的深度与磷的含量成正比。将被测液与标准溶液在相同条件下比色定量，即可测得磷的含量。将磷的含量再乘以相应的换算系数，即得磷脂的含量8。在研究比色法实验中，Enzo A.Tosi等9用抗坏血酸代替有致癌性的硫酸肼做还原剂，并用吐酒石做催化剂。并且比较了有无催化剂存在的情况下，钼蓝络合物形成的速度。显色后的溶液在888nm下测定吸光度，标准曲线的相关系数r=0.9993。反观国内的研究，例如辛凤鲜等10对GB5537-85进行了改进：首先将在电炉上炭化，改为用明火直接燃烧，使炭化时间从几小时缩短为10-15分钟。其次将灰化2小时改为灰化1小时。再者将50ml定容步骤取消，改为直接定容到100ml，比色。改进方法的测定结果和国标有很好的一致性，测定上限是含磷量500 ppm，但其耗时只有国标方法的一半，为2 -2.5小时。此外还有朱振中等11认为国标中的钼蓝比色法受到温度、酸度、还原剂等因素影响，存在灵敏度和选择性不足的情况。他们在有聚乙烯醇存在的情况下，用孔雀绿一钼酸按溶液和经过灰化的油脂显色，得到一种稳定的杂多酸缔合物。该缔合物至少可以稳定24小时，在OugP/25ml一12ugp/25ml范围内，635nm下符合比耳定律，得到的标准曲线相关系数r=0.9999。利用分光光度计进行比色法测定精炼油脂中微量磷脂的含量，其方法简单，设备投资较小，易于推广；并且该法测量结果准确，灵敏度高，可作为油厂进行精炼油脂中微量磷脂含量测定的操作方法。然而此法操作步骤烦多、复杂，化验员必须经过专门培训才能胜任，检测时必须严格按操作方法和程序进行。并且本方法是以测定油脂中的磷含量来推定磷脂含量的，容易受油脂中非磷脂的其他有机或无机含磷物的影响，例如油脂中若含有磷酸等残留物，最终检测的结果会把磷酸误以磷脂的形式表现出来，从而导致检测结果失真。这一点正如用凯氏定氮法测定奶粉中蛋白质含，结果把奶粉中添加的三聚氰胺等含氮物也作为蛋白质含量表现出来一样。1.2.2 浊度法此种试验方法是用浊度仪快速、较准确的测定大豆油和玉米油中磷脂含量的方法。根据油中磷脂含量的不同，其浊度也不同的原理。Roger等12根据油中磷脂含量的不同，其浊度也不同的原理，用浊度仪建立了一种快速、较准确的测定大豆油和玉米油中磷脂含量的方法。浊度法测定油中磷脂含量的相对误差较大，但是快速，一般测定一个样品只要15-30分钟。适于生产时及时监控。但油中其他杂质如：白土、金属微粒、高水分含量(0.5%)，高含皂量(500ppm)会使浊度(NTu)升高。但此方法得到AOCS统一方法委员会的推荐，许多大型企业也采用此法。1.2.3 薄层色谱法不论是TLC（薄层色谱）还是HPLC（高效液相色谱）分析磷脂的组成，都是利用正相的硅胶对磷脂各部分进行吸附，再用展开剂（流动相）对吸附的样品洗脱解吸。根据各组成部分的极性差异达到分离的目的。J.M.Nazi等13用TLC一显影光密度分析法，测定大豆油中磷脂含量及组成。他先用2%水水化大豆油，离心分离油脚，再用丙酮去除油脚中的水分和油脂。干燥后得到的粗磷脂通过硅胶柱用氯仿洗脱中性油，用甲醇洗脱回收其中的磷脂。得到的磷脂用氯仿一甲醇一水(75:25:3V/V/V)展开，用钼酸铵和高氯酸显色。显色的薄板用显影光密度分析仪扫描，分析各组分的含量。薄层色谱法中用来定量分析更容易受到误差的影响，薄层色谱受温度和湿度的影响比较大，因此应该控制环境的温度和湿度。另外，薄层色谱的重现性较差，不同厂家的薄层板、薄层板的活化温度时间，饱和度，展开剂的极性等对实验的结果都有较大的影响，而且薄层扫描法准确度及重复性相对于HPLC等也较低，对分析技巧要求很高。1.2.4 高效液相色谱法HPLC法是一种能快速准确检测油脂中磷脂含量及组成的方法，一般的柱固定相为硅胶，但流动相种类繁多，检测器有紫外，荧光，折光指数和红外等。T.L.Mounts等14用HPLC分析毛油中磷脂含量及组成的变化以评估大豆的变质情况，毛油中磷脂用固相萃取方法得到。磷脂样品用异丙醇一正己烷一水从42:56:2(V/V/V)到51:38:11(V/V/V)梯度洗脱，在206nm下检测含量，破坏的大豆制取油的磷脂含量降低，不同的磷脂受磷脂酶破坏程度不同，按磷脂酶破坏的难易顺序依次是PE、PI、PS、PE和PA15。高效液相色谱法具有快速、易于自动化操作等特点，但是所用色谱柱价格昂贵而且性能稳定性有待进一步提高，另外所用紫外检测器对磷脂的灵敏度偏低，特别是对粗磷脂提取物中的中性磷脂无法准确定量。新进的蒸发光散射检测器和质谱检测器等虽然检测效果良好，但是价格偏高，仍有待进一步被普及。而且采用液相色谱分析检测磷脂需要样品就有一定的纯度，尤其是被测样品中磷脂的含量很低并且样品需要经过复杂的处理时就会显现出它的劣势，所以在一定程度上限制了高效液相色谱的应用。1.2.5 红外检测法红外光谱16是一种分子振动光谱，通过对红外光谱谱图的解析可以获得分子结构的大量信息，任何气体、液体、固态样品均可进行红外光谱测定。因为红外可以被任何一种化合物吸收，特别是有机化合物，它们的红外光谱通常能够显示结构信息，从而红外光谱在有机化合物的结构解析中发挥着重要的作用。J.M.Nzai等17用傅立叶转换红外检测器(FTIR)测定植物油中磷脂含量，先用标准磷脂混合样品(含39%PC、22%Pl、27%PE)溶解在正己烷中，配成各种浓度的标准溶液，用于确定磷脂的各种化学键振动的波数，并绘制标准曲线。利用红外光谱法检测磷脂的含量具有简单，方便，迅捷的优点。不需要对样品进行过多的处理，可以实现实时检测。应用红外光谱法进行定量分析具有诸多优点，它的谱带较多，选择余地大，因此，对多组分或者单一组分样品能够用这种方法进行准确的定量分析，此外，样品的状态不能限制这种方法的应用，能够对液体、气体和固体标本进行分析，所以，红外光谱在样品的定量分析中得到广泛的应用。但是，红外光谱也存在一定的缺点，就是在定量分析时灵敏度较低，尚不适用于微量组分的确定，有待进一步的研究发展18。1.2.6 煅烧法王肇慈19研究了一种能替代280加热试验的快速、准确、简便易行的定量测定食用植物油磷脂含量的新方法。用甲醇、冰乙酸溶液提取油脂样品中的磷脂，然后用硫、过氧化氢消化提取液，使磷脂中的磷转化为磷酸，再在酸性条件下与显色剂作用，生成钼蓝，在波长680nm处测定其吸光度，与标准系列比较定量。消化时间只需15分钟，整个测定时间1小时。在大豆油、菜籽油中加入0.040.20%磷脂，回收范围89.996.4%。对菜籽油、大豆油、花生油和棉籽油样品，在不同实验室条件下，各测定5次，测定结果：变异系数8.3%，tt0.05。油脂样品中磷脂的最低检出含量为0.005%。煅烧法测出来的是油的总磷量，包括有机磷和无机磷，所以并不适合测定磷脂含量。2 评述现在的主流检验方法有：比色法，浊度法、薄层色谱法、高效液相色谱法、红外检测法以及煅烧法。这其中的薄层色谱法和高效液相色谱法限制多，想到的到好的效果实验的成本颇高，而且过程繁琐，所以这两种方法是尚未完善但前景十分好的方法，薄层色谱的研究方向主要是提高知名度，统一薄层板的参数，而高效液相色谱法主要是提高灵敏度，以及降低其以其成本方面。浊度法和红外检测法，这两种检测方法差不多，都具有简单、方便、快捷的优点，但是浊度法相对误差大，所受影响多，想要提升精度要去除油中的杂质；反观虽然磷脂含量低的时候灵敏度较低，但是比浊度法有跟多的提升空间，主要是提升仪器的灵敏度。比色法灵敏度高，精度也高，是一种十分成熟的检测方法，但是操作比较复杂，现在的研究方向主要是在减少实验所需时间以及减少油中无机磷对其检测结果产生的干扰减少失真的可能性上。3 结论目前对于研究植物油含磷量检测方法的方向主要有两个分别是：缩短检测所需的时间以及提高检测的精度。为的是适应不同的场合，缩短时间是为了工厂生产过程中临时检测把握产品的状态，而提高精度给产品的出场检验以及国家检验提供切实准确的数据。磷脂在化工、医药、轻纺、食品、化妆品及农药等行业的广泛应用，促使人们对磷脂的研究更加的广泛深入，但由于 脂成分的复杂性，而且它是多种组分的混合物，其分析检测技术和方法也是很复杂的，随着研究的深入，磷脂的检测方法也由少到多，由复杂到简单。参考文献1 GBT 5537-2008. 粮油检验 磷脂含量的测定S.2 金素英. 油脂中磷脂含量的检验方法和适用场合介绍J. 粮油加工, 2010，8:27-28.3 肖庆敏. 植物油磷含量的检测方法探讨J. 中国油脂, 2004, 29(8):36-38.4 王苏闽. 植物油中磷脂含量的比色法测定J. 粮油食品科技, 2002, 10(3):39-40.5 曹 栋, 裘爱泳, 王兴国. 磷脂结构、性质、功能及研究现状J. 粮食与油脂, 2004, 05:3-6.6 陈 勇. 植物油磷含量快速检测方法探讨J. 中国油脂, 2009年, 34(5):69-70.7 蒋晓菲. 磷脂对食用油品质的影响及酶法脱胶技术的研究D . 江南大学, 2015.8 汪 勇, 王兴国, 胡学烟, 乔国平. 植物油中磷含量测定方法J. 粮食与油脂, 2001, 11:34-36.9 Enzo A. Tosi. Phosphorus in Oil. Production of Moiybdenum blue Derivative at Ambient Temperature Using Noncarcinogenic ReagentsJ. JAOCS, 1998, 75(1):41-44.10 辛凤鲜, 陈建滨, 刘奎生. 从植物油脂中快速测定磷脂J. 化学工程师, 1996，1:50-51.11 朱振中, 汪 云, 李在均. 食用油中磷的测定新方法的研究J. 中国油脂, 1999，24(2):46-50.12 Rogcr D S. Nephelometric Determination of Phosphorus in Soybean and Corn oil PrcessingJ. JAOCS, 1986, 63(5): 667-670.13 Nzai J M. Proctor A. Phospholipids Determination in Vegetable Oil by Thin-Layer Chromatography and Imaging DensitomctryJ, Food Chemistry, 1998, 63(4): 571-576.14 T.L. Mounts. .A.M. Nash. HPLC Analysis of Phospholipids in Cruode Oil for Evaluation of Soyrbean DeteriorationJ. JAOCS, 1990, 67(11):757-760.15 季怀锐. 芝麻油磷脂组分及脂肪酸组成分析J. 粮油加工