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十香研学|精油中真伪鉴别和质量评价的先进分析技术

时间: 2024-05-17    浏览量:226     分享:

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植物精油,一种来自植物的天然物质,它散发着迷人的香气,并且对人体有着诸多益处,例如抗菌、抗病毒、抗炎、抗过敏、抗氧化等作用。所以,我们在食品、药品、化妆品中经常能看到它的身影。


但是,精油有个“小缺点”,就是它很容易挥发和氧化。所以,它的质量会受到很多因素的影响,比如采收季节、萃取和分离技术等。更糟糕的是,因为植物精油非常有价值,市场上存在很多假冒的产品。这就让我们很难判断它是不是真的、质量好不好。


为了解决这个问题,我们试图寻找一种简单、快速、有效的方法来识别精油的真伪和质量。本文将围绕这个话题,向大家介绍关于评价和检测精油质量的常见方法。



常见精油造假方式


随着精油在食品、化妆品和医药等多个领域的广泛应用,人们对它的需求不断增大。据报道,全球精油市场正在迅速扩张,预计到2026年,市场规模将接近160亿美元。然而,尽管需求如此旺盛,精油的产量却相对较低。例如,大马士革玫瑰精油的产量非常低,水蒸气蒸馏方式萃取精油的产率约为0.02%,制造1公斤的玫瑰油需要用到惊人的3.5到4吨的花朵,萃取率低是不少精油价格昂贵的主要原因之一。


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由于精油产量有限且价格昂贵,这就给了不法分子可乘之机。他们利用精油的稀缺性和高价值,进行各种欺诈行为。市场上常见的掺假方式主要有四种。第一,用来自同一物种但不同地方或植物部位的更便宜的精油来冒充;第二,使用与真品相近的物种的精油来欺骗消费者。第三,使用天然或人工合成的化合物来模仿精油的香气。最后,也是最常用的一种方法,使用基础油来稀释真正的精油,因为基础油容易获取,价格相对低廉,而且它的质地和密度与真品精油相近,所以很难被察觉。


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精油质量分析技术的研究进展


1.感官评价

感官评价是评估精油香气的一种方法,它可以通过两种方式来实现:一是依赖人类的感觉器官,二是使用电子传感器阵列。为了确保评估结果的准确性,我们通常会结合这两种方式。


首先,生物感官评估需要一组经过特殊训练的评估者。这些评估者通常是对精油香气非常敏感的专业人士或行业内的资深专家。他们通过自身的嗅觉和味觉来评价精油的香气,这种方法不需要昂贵的设备,但需要投入大量时间和精力来筛选和培训这些评估人员。


然而,如果我们想更快速、更简单地评估精油的香气,就可以选择电子感官评价。这种方法使用电子舌和电子鼻等电子传感器设备,它们内置了化学传感器和先进的模式识别系统。这些设备可以快速从精油样品中获取全面的评价信息,并且减少了人力投入,使评估过程更加便捷。


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2.理化性质评价技术


当我们评价精油时,感官评价通常只能提供表面的信息,比如颜色、香气和手感。但是,这些并不能完全反映精油的内在质量。为了更准确地评估精油的质量,我们需要了解它的理化性质。


物理化学性质的评价是通过一系列标准化的方法来进行的,这些方法能够测量精油的密度、折射率、光旋转等参数。比如,酸值是用来测量油中游离酸的含量,从而判断油是否发生了水解反应,进而评估油的质量。酯值则能告诉我们精油中酯类化合物的含量,这有助于我们判断油的酸度。


折射率是一个特别重要的物理性质,它可以帮助我们快速判断精油的纯度。如果折射率异常,那很可能是精油被掺假了。另外,光旋转也是一个重要的指标,它描述了光通过精油时的偏转程度。如果光旋转与纯精油的正常值差异很大,那就可能是买到了合成精油。


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3.化学成分分析技术


精油质量评价涉及多种化学成分分析技术。首先,基于色谱/质量分析的方法,如HPLC-ESI-TOF/MS和HS-SPME/GC-MS,能够分析精油的挥发性成分,揭示其香气特征和品质。手性色谱技术则用于检测手性化合物比例,判断精油真伪。此外,非挥发性成分虽含量低,但对精油质量和功效至关重要。


另一方面,光谱和质谱技术也广泛用于精油评价。色谱-质谱联用技术(GC-MS)可分离并鉴定精油成分,提供分子结构和质量信息。拉曼光谱作为一种振动光谱技术,能迅速分析精油中的化学键和官能团,无需复杂制备。


选择离子流管质谱(SIFT-MS)技术则快速检测挥发性有机化合物,识别掺假物。最后,核磁共振(NMR)光谱提供分子结构的详细信息,有助于检测非挥发性成分,确保精油质量评价的全面性和准确性。这些技术的结合使用,为精油的质量评价提供了强有力的支撑。


4.与组分的化学分析相关的化学计量学方法


化学计量学方法是用来处理和解释化学分析数据的统计工具,它们帮助从复杂的精油成分中提取有用信息。例如,主成分分析(PCA)简化数据,偏最小二乘法(PLS)预测成分含量,聚类分析(HCA)区分样本,线性判别分析(LDA)分类样本,软独立建模(SIMCA)识别不同群体,支持向量机(SVM)进行准确分类,多元线性回归(MLR)评估成分影响。这些方法使精油质量控制更精确,为真伪鉴别提供科学依据。


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5.新材料的应用


新材料在精油质量评估中的应用是检测技术进步的关键。例如,全息光聚合物能通过记录精油的衍射图样来识别掺假,因其纯度变化而改变衍射效率。液晶材料对精油成分变化有视觉反应,有助于样本区分。纳米流体蛋白翻译修饰(PTM)分析利用纳米技术通过精油对蛋白质修饰的影响来区分油种。生物传感器则通过生物分子与精油成分的特异性相互作用进行检测。这些材料的应用不仅提高了检测的灵敏度和准确性,也为开发新型检测设备提供了新途径。



讨论和未来展望


随着精油在更多领域的应用,市场对其需求不断增长,其质量和真实性也受到了前所未有的关注。这不仅关乎消费者的健康,也关系到整个市场的稳定,甚至促使国家和国际的药品和监管机构提高了质量标准。


幸运的是,技术的进步为精油的质量评价提供了更多方法。除了传统的GC、GC-MS等检测技术外,质谱和振动谱等先进技术也逐渐被用于精油的质量检测。其中,SIFT-MS技术能在信号重叠的情况下保持高灵敏度,而核磁共振技术则是确定精油质量的最佳选择。此外,这些技术的数据现在可以通过计算机化集成到化学计量仪器中,大大提高了适用性。


不过,虽然这些技术带来了很多便利,但大多数检测系统仍然依赖于昂贵且笨重的设备,检测成本较高,这使得消费者在评估精油质量时往往处于不利地位。未来,期待精油检测技术能够以便捷、实惠的面貌向消费者普及,让普通消费者也能轻松判断精油的质量。


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参考文献:

[1]Huda Yang , Xiaoying Huang , Ming Yang , Xiaofei Zhang , Fangrui Tang , Beibei Gao , Mengya Gong , Yong Liang , Yang Liu , Xingyi Qian , Huiting Li.Advanced analytical techniques for authenticity identification and quality evaluation in Essential oils: A review.Food Chemistry.Volume 451, 1 September 2024, 139340.