肉制品中脂肪酸检测方案(激光拉曼光谱)

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JOBINYVONTechnology 2牛组织中脂质组成的显微表征 应用报告 RamanSpectroscopy 拉曼光谱在表征食品质量-脂肪酸中的应用 食品RA51 Nils Kristian Afseth， Research Scientist， Nofima-Norwegian Institute of Food， Fisheries and Aquaculture Research， PB 210， N1431-Aas， NorwayVinvent Larat， HORIBA Scientific， 231 rue de Lille， 59650 Villeneuve d'Ascq， Fracne 摘要 拉曼光谱在脂肪酸探测中具有极为重要的应用，可以表征动物和植物油的来源。本文使用散射和透射拉曼，结合多种分析方法，包括单点分析，XY成像以及多变量分析，对脂肪酸进行系统的分析。 关键词 脂肪酸组成，植物油掺杂，脂肪组织，透射拉曼，拉曼成像，食品质量 食品中脂肪酸的组成能够反映食品质量的多种特性，包括产品保质期、味道和口感等感官属性、营养及健康影响等等方面。同时还能够反映饲养模式、动物的新陈代谢甚至遗传等问题。近些年，消费者越来越关注健康以及食品安全问题，尤其是脂肪的摄入。因此，对食品中的脂肪酸进行有效、可靠的表征对于食品工业以及整个研究领域都具有非常重要的意义。众所周知，拉曼光谱可以定性、定量地分析脂肪酸的组成，无论对总脂肪酸还是单一脂肪酸的分析，都具有非常高的灵敏度。拉曼光谱还能够提供多种取样分析方式，可对含脂样品进行宏观分析以及微观分析。其快速、无损以及较高的化学灵敏度使其能够代替传统的测试方法，用于掺假鉴别、质量控制以及脂肪和油品的进一步研究。 有些不法商家为获取更多利润，会将质量较差或较廉价的油掺杂到较贵的油中，因此植物油的掺杂鉴别对于食品工业来说是一个巨大的挑战。图1为纯植物油和调和油的拉曼光谱图。上图显示橄榄油(高度单不饱和脂肪油)，葵花籽油(高度多元不饱和脂肪油)以及二者混合油的拉曼光谱，具有明显的差异。下图是基于纯油和混合油的拉曼光谱做的主成分分析结果，包括橄榄油(O)，葵花籽油(S)，鱼肝油(F)以及按60：40混合的油(大写字母代表比例为60的油)。结果表明拉曼可以有效地测定出给定油品的成分和真实质量。 图1：上图：橄榄油(蓝色)、葵花籽油(绿色)和二者混合油(红色)的拉曼谱图。下图：基于纯油以及混合油的拉曼光谱做的主成分分析结果。从左到右，碳-碳不饱和度增加(从橄榄油到鱼肝油逐渐增加)，样品可以得到很好地区分 使用高空间分辨率的显微拉曼光谱仪能够分析细胞、生物组织和食品中的特定脂类特征。 图2是通过聚焦到牛组织中脂质丰富的部分来分析牛脂肪组织的。在脂肪组织中，与碳碳双键(C=C)相关的拉曼谱峰的差异性是研究的焦点。C=C伸缩振动在1660cm心1附近的变化非常灵敏。如图2所示，在此谱带的右边有个明显的肩峰，属于双键的反式构型。此外，拉曼光谱还可以反映出蛋白质—基质的影响。 图2牛脂肪组织的显微拉曼光谱所有光谱的测试波长均为785nm 单点分析只能反映出某些局部差异，而拉曼成像可以分析样品上较大区域的差别。图3使用显微拉曼光谱仪对牛脂肪组织中的1.2×1.2mm区域进行成像分析。结果显示，在成像区域中，脂肪酸的反式双键构型存在差异性分布。 X (um) 图3牛脂肪组织中反式构型的分布， 激发波长：785nm；成像区域：1200×1200pm 上面的实验表明脂肪组织上存在局部差异。由于牛脂肪组织的不同脂肪层(外层和内层)之间的脂肪酸组成也存在差异，因此获取整块样品的平均光谱对于整体分析来说非常重要。 透射拉曼光谱仪即可获取样品的平均光谱：通过收集较大样品区域的透射拉曼信号，给出一条代表整个样品分析区域的平均光谱，不受局部差异的影响。 图4给出羔羊、小牛和猪的脂肪组织的透射拉曼光谱。不同尺寸和厚度的样品在分析时不需要任何前处理即可用于透射拉曼分析。 图4：不同物种(羔羊，猪，小牛)脂肪组织的透射拉曼光谱，激发波长：785nm 拉曼光谱能够提供样品组成的多方面信息。例如，可以通过1668cm-1 C=C的反式构型分析反式脂肪酸。过多摄入反式脂肪酸可使血液胆固醇增高，从而增加心血管疾病发生的风险。因此其含量的规定被列入到很多国家的法律法规中。 类似地，拉曼光谱可以获得脂肪酸的定量信息。 此外，还可以通过脂肪组织的拉曼光谱对不同物种进行分类，如图5所示。 图5：：羔羊、猪和小牛脂肪组织的主成分分析结果 拉曼技术为快速无损分析打开一扇新的大门，以代替原有的耗时、价格昂贵且需要前处理的湿法化学分析方法。它可以对食品进行广泛的分析，从而快速表征食品质量，确认食物来源以及是否存在掺杂等。您只需一台拉曼光谱仪(包括透射部分)，即可实现微观尺度的样品分析以及获取宏观样品的整体信息。 ( 1. Heidi N ajbjerg， e t a l.， Monitoring c e llular responses up o n fatt y aci d exposure by Fourier transform infrared spectroscopy and Raman spectroscopy， Analyst， 136， 1649-1658，2011. ) ( 2. Beattie ， J. R . et al.， 2006， Prediction of Adipos e Tissu e CompositionUsing Raman S p ectroscopy： A v erage Properties a n d Individual Fatty Acids， Lipids， v. 41，n°3， p. 287-2 9 4. ) ( 3. Afseth， N. K. ， e t a l ， 2005 ， Raman and n ear-infrared spectroscopy for quantification of fat composition i n a com p lex food model system： Applied Spectroscopy， v . 59， p. 1324- 1 332. ) HORIBAScientific 北京 北京市海淀区海淀东三街2号欧美汇大厦12层(100080) 上海 上海市长宁区天山西路1068号联强国际广场A栋一层D单元(200335) 广州 广州市天河区体育东路138号金利来数码网络大厦1612室(510620) 成都 成都市青羊区人民南路一段86号城市之心大厦17层C1(610016) 西安 西安市高新区锦业一路56号研祥城市广场B栋Win国际2306室 ( T：010-8567 9966T：021-22139150/62896060T：020-3878 1883 T：028-86202663/8620 2662 T：029-8886 8480 ) F：010-85679066 F： 021-6289 5553 F： 020-38781810 F：020-8886 8481 HORIBAExplore the futureAutomotive Test Systems I Process & Environmental MedicalTMedicalSemiconductorl Scientific 食品中脂肪酸的组成能够反映食品质量的多种特性，包括产品保质期、味道和口感等感官属性、营养及健康影响等等方面。同时还能够反映饲养模式、动物的新陈代谢甚至遗传等问题。近些年，消费者越来越关注健康以及食品安全问题，尤其是脂肪的摄入。因此，对食品中的脂肪酸进行有效、可靠的表征对于食品工业以及整个研究领域都具有非常重要的意义。众所周知，拉曼光谱可以定性、定量地分析脂肪酸的组成，无论对总脂肪酸还是单一脂肪酸的分析，都具有非常高的灵敏度。拉曼光谱还能够提供多种取样分析方式，可对含脂样品进行宏观分析以及微观分析。其快速、无损以及较高的化学灵敏度使其能够代替传统的测试方法，用于掺假鉴别、质量控制以及脂肪和油品的进一步研究。拉曼技术为快速无损分析打开一扇新的大门，以代替原有的耗时、价格昂贵且需要前处理的湿法化学分析方法。它可以对食品进行广泛的分析，从而快速表征食品质量，确认食物来源以及是否存在掺杂等。您只需一台拉曼光谱仪（包括透射部分），即可实现微观尺度的样品分析以及获取宏观样品的整体信息。