紫外指纹图谱技术在醋中的应用

紫外指纹图谱技术在醋中的应用

紫外指纹图谱检测鲜食的应用市场上有很多种类的食品，但质量不同，没有快速有效的检测方法。长期以来,人们凭借经验,根据色、香、味、体等感官指标以及一些简单的理化指标来判断真伪及品质优劣,这些判断显然具有很大的主观性和片面性。紫外指纹图谱技术是一种新型的检测技术,不同物质体系所含物质的成分及成分的不饱和程度有差异,因而,体系紫外吸收光谱曲线的峰形、峰高、峰面积亦有差异。不同物质体系的紫外吸收光谱曲线具有指纹特性,将这些具有指纹特性的紫外吸收光谱曲线进行比较,即可对物质体系进行鉴别。利用紫外指纹图谱技术检测食醋的研究尚未见文献报道。本文将紫外指纹图谱技术引入到食醋的检测中,以34种食醋为试验材料,研究食醋品种的紫外指纹图谱检测方法,并建立相应的规范化操作规程。1材料和方法1.1制备醋、利益患者食醋:山西水塔凉拌醋、镇江恒顺凉拌醋、贵州味纯园饺子醋、四川保宁醋、香港天浩园香醋、镇江恒顺香醋、陕西紫阳富硒香醋、岐山农家醋、成都丰味居香醋、广州佛山海天大红浙醋、上海陶大醇香米醋、北京龙门米醋、西安和田宽小米醋、陕西富平米醋、西安猕猴桃醋、西安柿子干醋、香港天浩园陈香原醋、西安天丰陈醋、山西清徐贯中老陈醋、镇江恒顺特供醋、山西清徐醋都美老陈醋、镇江恒顺陈醋、北京龙门香醋、北京宫廷御醋、岐山醋、桑葚醋、山西东湖醋、糖醋、黑米香醋、加加陈醋、水塔老陈醋、小二黑小米香醋、镇江香醋等33种食醋,均购于杨凌国贸超市。自制食醋:由西北农林科技大学食品科学与工程学院实习工厂取样。试剂:冰醋酸、氢氧化钠均为国产分析纯试剂。试验用水:均为蒸馏水。1.2旋转蒸发仪b.i公司BUCHIRotavaporR-200型旋转蒸发仪(BUCHI公司);UV-2550型双光束紫外-可见光分光光度计(日本岛津公司)等。1.3测试方法1.3.1样品的制备及蒸发温度的确定扫描波长的确定:布丽君、阎玉林及毛淑杰等对不同食醋的GC-MS研究表明,醋中的挥发性组分主要是由酸、酮、醇、酯、酚、呋喃类、吡嗪类等化合物组成,其成分因产地及酿造原料等不同略有差别。用小二黑小米香醋(产地:甘肃省兰州;主要原料:小米)、水塔老陈醋(产地:山西省清徐;主要原料:高粱)、加加陈醋(产地:河南省郑州;主要原料:大米、小麦)、镇江香醋(产地:江苏省镇江;主要原料:优质糯米)等4种不同产地、不同原料的食醋为材料具有一定的代表性。按醋和水1∶6(V/V)的比例稀释蒸发液,在真空度0.0925MPa、温度45℃条件下进行旋转蒸发,收集馏出液。以冰醋酸溶液(质量浓度45g/L)作参比液,在190～490nm范围内对食醋馏出液进行紫外吸收扫描。由各紫外吸收曲线的特征吸收峰确定合适的扫描波长范围。蒸发液稀释比例的确定:根据朗伯-比尔定律,物质的吸光度与其物质的量浓度在一定范围内呈正比,不同质量浓度醋液紫外吸收曲线的响应值有所不同。使用食醋原液进行旋转蒸发时,馏出液质量浓度过高,紫外曲线响应值超出仪器量程,因此对食醋进行稀释。为了确保所选稀释比例应用于大多数样品时不会发生曲线响应值超过仪器量程的情况,本试验选用质量浓度较高的岐山香醋为材料,将原醋液与水按照体积比分别为1∶0、1∶4、1∶6、1∶8进行稀释,在真空度为0.0925MPa、温度45℃下进行旋转蒸发,馏出液以45g/L的冰醋酸水溶液为参比,在波长245～330nm的范围内进行紫外吸收曲线扫描,确定合适的样品稀释比例。旋转蒸发温度的确定:旋转蒸发温度将对馏出液的成分及含量产生影响。试验随机抽取自制食醋为材料,按上述确定的稀释比例稀释样品,真空度为0.0925MPa,分别在35、45、55、65℃条件下旋转蒸发,馏出液以45g/L的冰醋酸水溶液为参比,在波长245～330nm的范围内进行紫外吸收曲线的扫描,确定合适的旋转蒸发温度。参比液质量浓度的确定:随机选取自制食醋为材料,按照上述确定的蒸发液稀释比例及蒸发温度,在真空度为0.0925MPa条件下旋转蒸发,配制35、45、55、65g/L的冰醋酸水溶液作参比液,将馏出液在波长245～330nm的范围内进行紫外吸收曲线扫描,确定合适的参比液质量浓度。1.3.2检测曲线间的相似度和稳定性取岐山醋、山西东湖醋、糖醋和桑葚醋等4个醋样,将其样按醋水比1∶6(V/V)稀释,在温度为45℃、真空度为0.0925MPa的条件下旋转蒸发,收集馏出液为待测样。以光谱曲线间的相似度为评价标准研究紫外光谱的重现性。取黑米香醋、加加陈醋、水塔老陈醋、小二黑小米香醋、镇江香醋等5个样品,在室温下存放6个月,样品按醋水比1∶6(V/V)稀释,在温度为45℃、真空度为0.0925MPa的条件下旋转蒸发,收集馏出液作为待测样。以光谱曲线间的相似度为评价标准研究紫外吸收光谱随时间变化的稳定性。取33种不同醋样,将其按醋水比1∶6(V/V)稀释,在温度为45℃、真空度为0.0925MPa的条件下旋转蒸发,收集馏出液作为待测样。以光谱曲线间的相似度为评价标准分析不同食醋紫外光谱的差异性。1.3.3速度中等,取样间隔、宽缝宽度,呈缝宽度0.光谱条件:扫描波长范围245～330nm,扫描速度中等,取样间隔0.5nm,狭缝宽度0.5nm。以45g/L的冰醋酸水溶液为参比液,将待测样进行光谱扫描,重复3次,绘制出紫外吸收光谱图。1.4紫外扫描曲线的测定紫外吸收光谱曲线的相似度[7～9]式中n——取样点个数h1j、h2j——第1、2条曲线在第j个取样点的吸光度以相似度S=0.90为临界值,当S>0.90时认为2条曲线为同一食醋的紫外扫描曲线;当S<0.90时认为2条曲线为不同食醋的紫外扫描曲线。采用Matlab6.5数据处理软件与Excel数据处理系统进行数据处理。2结果与分析2.1试验条件的确定2.1.1扫描波长的确定水塔老陈醋、加加陈醋、镇江香醋、小二黑小米香醋4种食醋的紫外吸收曲线如图1所示。由图1可知,4种食醋的紫外吸收曲线均在245～330nm处有特征吸收,而在190～245nm之间的扫描曲线所代表的是水及其他一些物质的吸收峰,峰形比较复杂,不利于分析,所以试验选择245～330nm作为扫描波长。2.1.2醋水比对黄秋葵软蛋白吸收曲线峰形的影响将岐山醋与水分别按照醋水比为1∶0、1∶4、1∶6、1∶8稀释,进行紫外曲线扫描,结果如图2所示。由图2可以看出,醋水比为1∶0和1∶4时,吸收曲线的响应值过高,超出仪器的最大量程,紫外曲线没有完整的峰形;当醋水比为1∶8时,紫外曲线虽有完整的峰形,但曲线的响应值较低,不能全面反映出食醋中所包含的信息,而当醋水比为1∶6时,紫外吸收曲线峰形完整且响应值适中。最终确定1∶6为合适的蒸发液稀释比例。2.1.3蒸发温度的影响将食醋按照醋水比1∶6稀释,分别在35、45、55、65℃下旋转蒸发,进行紫外曲线扫描,结果如图3所示。由图3可见,旋转蒸发温度越高,曲线的响应值越高,这可能是由于高温使食醋中的高沸点物质蒸出,从而使馏出液质量浓度增加造成的。考虑到高温对食醋中的挥发性成分的破坏作用,以及低温对蒸发速度的影响,选用45℃作为合适的旋转蒸发温度。2.1.4冰醋酸紫外光谱将食醋与水按照醋水比1∶6进行稀释,45℃条件下进行旋转蒸发,收集馏出液。以35、45、55、65g/L的冰醋酸水溶液作参比液,扫描紫外曲线,结果如图4所示。由图4可知,不同浓度的参比液对吸收曲线的响应值影响较小,考虑到普通食醋酸度范围是35～60g/L,所以,选择45g/L的冰醋酸水溶液作参比液。2.2第三次重复的紫外光谱不同食醋3次重复的紫外光谱曲线如图5所示,由图5可以看出,岐山醋、桑葚醋、山西东湖醋和糖醋的3次重复紫外光谱扫描曲线都基本重合。同一食醋不同重复间的相似度值均在0.90以上。这说明用紫外分光光度法扫描食醋的紫外光谱曲线的重现性好。2.3紫外吸收光谱醋样在不同时间内的紫外扫描光谱曲线如图6所示。由图6可以看出,在6个月的存放时间内,黑米香醋、加加陈醋、水塔老陈醋、小二黑小米香醋和镇江香醋的紫外吸收光谱曲线基本不变。同一样品在不同时间的紫外吸收光谱曲线之间的相似度均在0.90以上,这说明在保质期内食醋的紫外光谱曲线稳定性好。2.4其他鲜食的紫外吸收光谱33种食醋的紫外吸收光谱曲线如图7所示,表1是33种食醋的相似度计算结果。结合图7和表1可以看出,33种食醋的紫外吸收光谱曲线之间有十分明显的差异,相似度值在0.90以下,说明33种食醋的紫外吸收光谱曲线各自之间都属于不同的类型,因此用紫外分光光度法检测食醋的种类时具有很大的区分度和良好的特异性。3不同样品的紫外指纹图谱检测(1)紫外指纹图谱技术检测食醋的试验条件:扫描波长范围245～330nm,蒸发液稀释比例为1∶6,蒸发温度45℃,参比液质量浓度45g/L。(2)