基于电子顺磁共振的食用油油脂氧化检测与预判方法研究

Traditional methods that measure lipid oxidation are complicated, time-consuming and involve large amounts of organic solvents; the main fast method that predicts the shelf life of foods is also questionable because of the involvement of 100°C and higher temperatures. Fast, easy, and dependable assays for measuring and predicting lipid oxidation are therefore desirable. This project aims at using electron paramagnetic resonance (EPR) technique to measure the lipid oxidation of bulk oil by investigating on the use of spin-traps, the processing of samples and the change of certain EPR signal. Mathematic models correlating EPR signal and peroxides/hexanal value will be developed and standard methods will be used to verify the method. Then, the EPR signal lag phase and the time of EPR signal change that correlates with the peroxide value reaching national standard will be used to predict the shelf life of bulk oil. Fast and reliable method to predict the shelf life of bulk oil at moderate temperatures will be developed. This project will provide a fast, easy, and dependable method for food regulators and manufacturers to monitor lipid oxidation of bulk oil, and lay the foundation for the application of EPR to more types of food in the future.

传统油脂氧化检测方法操作复杂费时、涉及大量有机试剂；预判货架期的主要快速方法Rancimat法因使用100°C以上高温而受到质疑。因此，建立更简便、可靠的检测食品油脂氧化程度、预判食品货架期的方法意义重大。本项目拟基于电子顺磁共振技术（EPR），通过研究自旋捕获剂使用与样品预处理方法，建立可关联EPR信号与食用油过氧化值／己醛值的数学模型，以国标碘量法／气相色谱法对其验证；在此基础上，获得与国标过氧化值相关联的EPR信号强度，研究食用油储存温度与EPR信号达到该强度所用时长的数学模型；研究食用油储存温度与EPR信号达到某特定变化量所用时长的数学模型，明确自旋捕获剂、不同的特定变化量对所建数学模型的影响，确立基于EPR预判食用油货架期的方法，达到在温和温度下快速预判食用油货架期的目的。本项目有望为食品监管与制造提供更简便、快速、可靠的监测手段，为未来将此技术应用于更多的食品类型提供依据。

传统油脂氧化检测方法操作复杂费时、涉及大量有机试剂；预判货架期的主要快速方法Rancimat法因使用100°C以上高温而受到质疑。因此，建立更简便、可靠的检测食品油脂氧化程度、预判食品货架期的方法意义重大。本项目基于电子顺磁共振技术（EPR），通过研究自旋捕获剂的种类、浓度与样品预处理时间、温度，建立了使用DMPO分解所得过氧化自由基的EPR信号定量食用油过氧化值的数学模型，该模型验证相关系数和预测标准偏差分别为0.9875和1.21mmol/kg；建立了使用DMPO分解所得烷氧自由基的EPR信号定量食用油己醛值的数学模型，该模型验证相关系数和预测标准偏差分别为0.9905和1.07μmmol/kg。模型盲样验证效果良好，模型可行。本项目还研究了食用油氧化过程中过氧化自由基与烷氧自由基的生成反应动力学，这两个生成反应在阿伦尼乌斯方程中得到的活化能分别为89.77和129.32kJ/mol。在此基础上，本项目利用过氧化自由基与烷氧自由基的生成反应得到预判常温下食用油过氧化值与己醛值诱导期时长的模型，以及预判常温下食用油过氧化值达到国家标准所需时长的模型。本项目有望为食品监管与制造提供更简便、快速、可靠的监测手段，为未来将此技术应用于更多的食品类型提供依据。