基于气相色谱-离子迁移谱的鱼油掺假鉴别方法

摘要

本发明公开了基于气相色谱‑离子迁移谱的鱼油掺假鉴别方法，属于食品检测技术领域，包括如下步骤：(1)取纯鱼油，作为参考样品，进行气相色谱‑离子迁移谱分析；(2)取待检测样品，进行气相色谱‑离子迁移谱分析；(3)将步骤(1)(2)获得的谱图对应成矩阵，以伪彩色图像显示；待检测样品矩阵元素减去纯鱼油矩阵元素，形成差谱伪彩色图，根据差谱伪彩色图分析待检测样品与纯鱼油中成分差异。本发明鱼油样品检测前无需进行预处理，操作简便，检测结果仅需将待检测产品与参考样品进行比对即可判断鱼油是否掺假，并可判断掺假油种类，结果准确可靠。

说明书

技术领域

本发明属于食品检测技术领域，具体涉及基于气相色谱-离子迁移谱的鱼油掺假鉴别方法。

背景技术

鱼油是鱼体内全部油类的统称，是一种从多脂鱼类中提取的油脂，富含n-3系多不饱和脂肪酸；已有研究表明鱼油在预防心血管疾病、减轻炎症反应、预防阿尔兹海默症等方面有着积极作用。随着人们健康意识的增强，鱼油越来越受人们的青睐。然而，不良厂商受到经济利益的驱使，在鱼油中掺入较便宜的食用油(大豆油、花生油等)，欺骗消费者，甚至会严重损害到消费者的身体健康。因此，如何提供一种方法对鱼油进行成分分析以及掺假检测是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明公开了基于气相色谱-离子迁移谱的鱼油掺假鉴别方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于气相色谱-离子迁移谱的鱼油掺假鉴别方法，包括如下步骤：

(1)取纯鱼油，作为对照，进行气相色谱-离子迁移谱分析；

(2)取待检测样品，进行气相色谱-离子迁移谱分析；

(3)将步骤(1)(2)获得的谱图对应成矩阵，以伪彩色图像显示；待检测样品矩阵元素减去参考样品矩阵元素，形成差谱伪彩色图，根据差谱伪彩色图分析待检测样品与参考样品成分差异。

优选地，还包括步骤(4)：

对待检测样品与参考样品气相色谱-离子迁移谱分析结果中挥发性物质组成信息进行主成分分析和最邻近分析，根据主成分分析和最邻近分析结果判断待检测样品是否为纯鱼油。

优选地，步骤(1)中，参考样品还可设置掺假的鱼油或掺假用油；

所述掺假的鱼油包括掺有大豆油、玉米油、菜籽油、花生油等油品的鱼油；

所述掺假用油包括大豆油、玉米油、菜籽油、花生油等油品。

优选地，大豆油挥发性特征物质包括pentanal和E 2-heptenal，鱼油中掺入大豆油后大豆油挥发性特征物质含量会随掺入量增加逐渐增多。

优选地，玉米油挥发性特征物质包括E 2-heptenal和2-Methylbutyric acid，鱼油中掺入玉米油后玉米油挥发性特征物质含量会随掺入量增加逐渐增多。

优选地，菜籽油挥发性特征物质包括4-methyl-2-Pentanone和6-Methylhept-5-en-2-one，鱼油中掺入菜籽油后菜籽油挥发性特征物质含量会随掺入量增加逐渐增多。

优选地，花生油挥发性特征物质包括E 2-heptenal、2-Methylbutyric acid、2-Butanone、2-heptanone，2-methylbutanal、benzaldehyde、3-Methylbutanal、2-methylpropanal和2-furfural，鱼油中掺入花生油后花生油挥发性特征物质含量会随掺入量增加逐渐增多。

综上所述，本发明鱼油样品检测前无需进行预处理，操作简便，检测结果仅需将待检测样品与参考样品进行比对即可判断鱼油是否掺假，并可判断掺假油种类，结果准确可靠。

附图说明

图1所示为不同大豆油掺假比例鱼油的气相色谱离子迁移谱差异图(以纯鱼油样本谱图为背景进行扣除)。

图2所示为不同大豆油掺假比例鱼油挥发性物质指纹图谱。

图3所示为不同大豆油掺假比例鱼油PCA分析图。

图4所示为不同大豆油掺假比例鱼油最邻近分析图。

图5所示为掺入20％玉米油的鱼油样本的气相色谱离子迁移谱差异图(以NNHG-5样本谱图为背景进行扣除)。

图6所示为掺入20％菜籽油的鱼油样本的气相色谱离子迁移谱差异图(以NNHG-5样本谱图为背景进行扣除)。

图7所示为掺入20％花生油的鱼油样本的气相色谱离子迁移谱差异图(以NNHG-5样本谱图为背景进行扣除)。

图8所示为掺入20％玉米油、菜籽油、花生油的鱼油样本挥发性物质指纹图谱。

图9所示为掺入20％玉米油、菜籽油、花生油的鱼油样本PCA分析图。

图10所示为掺入20％玉米油、菜籽油、花生油的鱼油样本最邻近分析图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例中所用鱼油、玉米油、大豆油、菜籽油、花生油样品均为市售产品，具体样品信息如表1所示。

表1样品信息表

实施例1

以NNHG-5为参考样品，NNHG-11、10％NNHG-11、20％NNHG-11、30％NNHG-11为待检测样品，使用

样品各取1g置于20mL顶空瓶中，GC-IMS条件如表2、3所示。

表2分析条件

表3气相色谱条件

采用仪器配套的分析软件进行数据处理。VOCal对样品挥发性成分进行定性分析；Reporter插件：对比样品之间谱图差异；Gallery Plot插件：进行指纹图谱对比，直观且定量地比较不同样品之间的挥发性有机物差异；Dynamic PCA插件：对样品进行聚类分析和相似度分析，以及快速确定未知样品的种类；“最近邻”分析：根据所选评估区域中化合物的强度对样本进行快速比较。

一个样本的GC-IMS谱图对应于一个矩阵，以伪彩色图像显示；以NNHG-5样品为参考矩阵，其他掺假样品为分析矩阵，掺假样品矩阵的相应元素值减去参考样品单个元素值形成差谱伪彩色图，可直观地观察到样品的差异。谱图如图1所示，纵坐标代表气相色谱的保留时间(s)，横坐标代表离子迁移时间(归一化处理)，图中蓝色区域表示该物质浓度低于参考样品，蓝色越深，表示浓度越低；掺假样品中的红色区域表示该物质浓度高于参考样品，红色越深，表示浓度越高。观察图1可发现，以鱼油为参照时，大豆油谱图中出现大量蓝色斑点，即鱼油中挥发性物质远远多于大豆油。当鱼油中掺入少量大豆油后的谱图中也出现了类似于大豆油谱图中的蓝色斑点且随着掺入量增加蓝色斑点强度逐渐增强，但强度远远小于大豆油谱图；这是因为随着大豆油掺入，鱼油中的相关物质被稀释浓度略微下降。掺入少量大豆油后的谱图中同时还出现了少量红色斑点，这些红色斑点在大豆油谱图中强度更大，它们代表的物质来自于大豆油的掺入。表4为化合物物质信息。

表4谱图中化合物定性分析

提取谱图中挥发性物质形成指纹图谱如图2，图中每一行代表一个样品中选取的全部信号峰，图中每一列代表同一挥发性有机物在不同样品中的信号峰。以NNHG-5鱼油为参照，大豆油与其相似度只有40％(右侧粉框)，因为鱼油平行样取的是不同颗粒，因此可知不同颗粒鱼油间相似度在90％以上，鱼油中掺入10％大豆油后相似度下降到88％，鱼油中掺入20％大豆油后相似度下降到85％，鱼油中掺入30％大豆油后相似度下降到81％。左侧红框中框出的pentanal、E 2-heptenal等少量物质为大豆油特征物质，鱼油中掺入大豆油后混合油中这些物质含量会随掺入量增加逐渐增多。中间绿框中框出的1_8-Cineole、Linalool、E-2-hexen-1-ol、Octen-3-ol(醇类)，2-4-heptadienal、2-methylbutanal、2-methylpropanal、3-Methylbutanal、Heptanal、butanal、E 2-pentenal、E_E-2_4-heptadienal、hexanal、benzaldehyde(醛类)，2-Propanone、2-Butanone、3-Octanone、6-Methylhept-5-en-2-one、Cyclohexen-2-one(酮类)，alpha-Pinene、alpha-Thujene、beta-Ocimene、limonene、Myrcene(萜稀类)，ethyl acetate、ethyl propanoate、methyl 3-methylbutanoate、delta-octalactone(酯类)，2-ethylfuran、butyric acid、methylpyrazine、N-nitroso-N-propyl-1-Propanamine(其它)等物质为NNHG-5鱼油中含量较高，在大豆油中大都不存在，因此掺入少量大豆油后混合油中这些物质会被稀释浓度略微降低。

以挥发性物质组成信息进行主成分分析将得到的主成分数按累计贡献率的大小从高到低进行排序，取前2个主成分的得分数进行可视化分析，贡献率越大，说明主成分可以更好地反映原来多指标的信息，结果如图3所示，前两个主成分的贡献率达95％，其中PC1的贡献率为89％，PC2贡献率为6％，通过分析主成分分析图上的数据分布，可以看出不同标记的数据点属于不同类型的油样品。一个矩阵占据的空间越小，不同矩阵之间的距离越大，识别越容易，分类结果越清晰。观察图3，可知NNHG-5鱼油和大豆油差别很大，鱼油中掺入10％、20％、30％之后在图中位置会逐渐向大豆油靠近，相似度分析结果(图4)与PCA结果类似。

实施例2

以NNHG-5为参考样品，NNHG-10、NNHG-12、NNHG-13、20％NNHG-10、20％NNHG-12、20％NNHG-13为待检测样品，使用

图5所示为鱼油样本掺入20％玉米油的谱图和以纯鱼油样本谱图为参照差异图，观察图可发现以鱼油为参照时，玉米油谱图中出现大量蓝色斑点，即鱼油中挥发性物质远远多于玉米油。当鱼油中掺入少量玉米油后的谱图中也出现了类似于大豆油谱图中的蓝色斑点，但强度远远小于纯玉米油谱图；这是因为随着玉米油掺入，鱼油中的这些物质被稀释浓度略微下降。掺入少量玉米油后的谱图中同时还出现了少量红色斑点，这些红色斑点在纯玉米油谱图中强度更大，其代表的物质来自于玉米油的掺入。

如图5、6所示，鱼油中掺入20％菜籽油时与掺玉米油类似；花生油较大豆油、玉米油、菜籽油挥发性物质多，因此以纯鱼油样本谱图为参照得到的差异图中除了有很多蓝色斑点外也出现了很多红色斑点，鱼油中掺入20％花生油后得到的混合油谱图中除了与大豆油、玉米油、菜籽油掺入后类似的蓝色斑点，红色斑点比其它3种油掺入后更加明显，也就是说鱼油中掺入花生油后更容易被鉴别出来。

观察图8可知：当以NNHG-5鱼油为参照时添加20％玉米油的混合油与其相似度为81％，添加20％菜籽油的混合油与其相似度为84％，添加20％花生油的混合油与其相似度为78％，实施例1里大豆油为85％，即掺入花生油最容易被鉴别出，其次是玉米油、菜籽油、大豆油。左1红框中框出的E 2-heptenal、2-Methylbutyric acid等物质为玉米油和花生油特征物质，在鱼油中几乎没有，可以以这些物质作为鉴定鱼油掺假的特征物质。左2绿框中框出的4-methyl-2-Pentanone、6-Methylhept-5-en-2-one等物质为菜籽油特征物质，可作为鱼油中菜籽油掺假鉴定的特征物质。左3黄框中框出的2-Butanone、2-heptanone(酮类)，2-methylbutanal、benzaldehyde、3-Methylbutanal、2-methylpropanal、2-furfural(醛类)等物质为花生油特征物质，其浓度很高，掺假后在混合油中存在明显，可作为鱼油中花生油掺假鉴定的特征物质。右侧粉框中框出的E-2-hexen-1-ol、Octen-3-ol、1_8-Cineole、Linalool(醇类)，Butanal、E 2-pentenal、E_E-2_4-heptadienal、2_4-heptadienal、Heptanal、hexanal、pentanal(醛类)，2-Propanone、3-Octanone、Cyclohexen-2-one(酮类)，alpha-Pinene、alpha-Thujene、beta-Ocimene、limonene、Myrcene(萜稀类)，ethylacetate、ethyl propanoate、methyl 3-methylbutanoate、delta-octalactone(酯类)，Methylpyrazine、N-nitroso-N-propyl-1-Propanamine、butyric acid、2-ethylfuran、1-propene-3-methylthio(其它)等物质为NNHG-5鱼油中的特征物质，它们综合构成了NNHG-5鱼油的特殊气味，会随着其它种类油的掺入而略微减少。

观察主成分分析结果PCA图(图9)可知，NNHG-5鱼油和玉米油、菜籽油、花生油差别很大，鱼油中掺入20％三种植物油之后在图中位置都会向各自植物油略微靠近，花生油因为挥发性物质较多与另外两种植物油差别较大，它掺假的鱼油也与另外两种植物油掺假的鱼油差别较大，花生油掺假的鱼油与纯鱼油间差异也大于另外两种掺假鱼油。最邻近分析结果(图10)与PCA结果类似。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。