一种利用1H‑NMR快速评估小麦胚芽脂质酸败程度的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用1H‑NMR快速评估小麦胚芽脂质酸败程度的方法，属于粮油品质检测领域。本发明专利技术以核磁共振(

【技术实现步骤摘要】
一种利用1H-NMR快速评估小麦胚芽脂质酸败程度的方法
本专利技术涉及一种利用1H-NMR快速评估小麦胚芽脂质酸败程度的方法，属于粮油品质检测领域。
技术介绍
我国是小麦主产国之一，小麦主要由胚乳、麸皮和胚芽三部分组成，分别占籽粒干重的81-84％、14-16％和2-3％。小麦胚芽是小麦加工中的副产品，其富集了小麦籽粒大部分的营养物质，被营养学家誉为“天然的营养宝库”。小麦胚芽油(WGO)主要成分是甘油三酯。小麦胚芽脂质富含中总不饱和脂肪酸(UFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)含量分别可达80％和60％以上。此外，小麦胚芽油还富含多种脂溶性微量活性物质，如生育酚(VE)、植物甾醇及植物多酚等。小麦胚芽油具有多种生理活性，如降血脂、抗氧化、抗疲劳等，因此，小麦胚芽油被誉为极具营养保健功能的珍贵油脂。然而，目前我国小麦胚芽主要还是作为饲料出售，附加值较低。其主要原因是：胚芽是小麦籽粒中生理活性最强的部分，水分和脂质含量高。然而，当小麦胚芽和小麦籽粒分离后，胚芽脂质在高活力脂肪水解酶的催化作用下，中性脂(甘油三酯，TAG)迅速发生水解反应，生成甘油二酯(DAG)、单甘脂(MAG)、游离脂肪酸(FFA)及甘油等一系列产物，导致麦胚脂质酸值迅速上升。而FFA还可以在谷物氧合酶(脂肪氧化酶)的催化下进一步发生脂质氧化反应，裂解成小分子的醛、酮、酸、醇和酯等产物，导致麦胚脂质产生异味，最终失去食用价值。因此，在小麦胚芽加工和储藏过程中，研究人员采用了测定FFA含量、过氧化值、茴香胺值、碘价等指标来评估脂质的酸败程度，这些参数中FFA含量是关键指标，FFA含量过高导致油脂精炼成本过高，从而失去精炼价值。目前，评价谷物及其副产物酸败FFA含量一般采用滴定法，多采用乙醇、乙醚作为溶剂，碱性蓝或酚酞作为滴定指示剂，以碱溶液中和谷物脂质中存在的FFA，根据滴定消耗的碱液体积和浓度计算出其中的FFA含量。但是在实际应用中，一方面油脂中的黄色素的存在导致滴定终点(微红)难以判定，测定结果误差较大，对测定人员的专业技能熟练度要求较高；另一方面测定中使用的溶剂乙醇、乙醚均为易燃、易爆的有机溶剂，其中乙醚属于易制毒试剂，具有神经毒性，同时易造成环境污染。因此，建立一种简单、便捷、灵敏度高的新方法来代替传统的滴定法已是迫在眉睫。近年来，核磁共振技术在分析检测领域得到了广泛的应用，该技术具有样品前处理简单、重现性好、灵敏度高、检测速率快及数据信息量大等优点，目前核磁共振技术主要用于油脂中脂肪酸的检测，完全没有对小麦胚芽脂质酸败程度的检测，如何利用核磁共振技术实现精准、准确度高的检测小麦胚芽脂质酸败程度是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种小麦胚芽脂质酸败程度的快速测定方法，它是以核磁共振(1H-NMR)技术作为检测手段，通过核磁图谱上特征峰面积变化情况计算麦胚脂质中的FFA、单甘脂、甘油二酯和甘油三酯含量，从而评估其酸败程度。本专利技术的检测方法，包括以下步骤：(1)预处理：将谷物样品粉碎，过筛；(2)萃取：加入溶剂进行混合，震荡萃取，得到混合液；(3)浓缩：将混合液离心，倒出上清液，在上清液中加蒸馏水，震荡，静置，分层后，取出下层溶液，用氮气吹干下层溶液得到总脂质；(4)进样：将步骤(3)得到的总脂质放于核磁管中，对该脂质进行1H谱分析；(5)计算：根据各特征性化学位移的峰面积计算各脂质组分的相对含量。在本专利技术的一种实施方式中，所述谷物样品为小麦胚芽、小麦麸皮、米糠或玉米胚芽。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(1)中过筛为30-120目筛。在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)中的溶剂为含有0.15-0.50％(m:m)特丁基对苯二酚(TBHQ)的氯仿/甲醇(1-3:1，v/v)溶液。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)是加入溶剂后，150-250rpm下振荡萃取30-60min，反复萃取3-5次，合并有机相。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)是将混合液3000-6000rpm离心5-20min，倒出上清液，在上清液中加入10-40mL蒸馏水，震荡20-60sec，静置，分层后，用滴管吸取下层氯仿层，转移至玻璃试管中，氮气吹干，剩余萃余物即为小麦胚芽中的总脂质。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(4)中进样的方法为取20-100mg上述总脂质于5mm核磁管中，随后加入200-600μL含0.01-0.05％(v:v)三甲基硅烷(TMS)的氘代氯仿，加盖后，以400MHz核磁共振谱仪对该脂质进行1H谱分析。在本专利技术的一种实施方式中，步骤(5)各脂质组分的相对含量的计算方法是将得到的各化学位移的峰面积代入下式计算：MT＝M1-MAG+M2-MAG+M1,2-DAG+M1,3-DAG+MTAG+MFFA进一步可根据脂质各组分的摩尔百分比计算其含量：(1)(2)(3)(4)(5)(6)其中，k为摩尔转换常数(k在公式1～6中可除去，可记作任一实数)，A2代表了1-MAG碳骨架上远酰基端的氢质子的弛豫峰面积，A3代表了1,2-DAG碳骨架上甘油端的氢质子弛豫峰的面积，A4代表了2-MAG碳骨架1,3位上的氢质子弛豫峰面积，A5代表了1-MAG碳骨架2位氢质子的弛豫峰面积，A4.01-4.40代表了小麦胚芽油1H-NMR图谱上化学位移4.01-4.40之间氢质子弛豫峰总面积，A4.23-4.40代表了小麦胚芽油1H-NMR图谱上化学位移4.23-4.40之间氢质子弛豫峰总面积；M1-MAG、M2-MAG、M1,2-DAG、M1,3-DAG、MTAG和MFFA分别代表1-MAG、2-MAG、1,2-DAG、1,3-DAG、TAG和FFA的摩尔数量，而MT则代表了1-MAG、2-MAG、1,2-DAG、1,3-DAG、TAG和FFA的摩尔数量之和；W1-MAG(％)、W2-MAG(％)、W1,2-DAG(％)、W1,3-DAG(％)、WTAG(％)和WFFA(％)分别表示小麦胚芽油中1-MAG、2-MAG、1,2-DAG、1,3-DAG、TAG和FFA质量的百分含量。本专利技术中FFA等脂质组分计算公式采用了归一化法，即单一组分的摩尔含量占各组分摩尔总含量的百分比值之和为100％，而各组分的摩尔数量又与其氢质子的弛豫峰面积正比，因此可利用单一组分氢质子的弛豫峰面积占各组分氢质子的总弛豫峰面积的比值求解其相对含量。表1具体的，步骤(4)中，所述1H-NMR检测条件为：共振频率为400MHz以上；90°脉冲；谱宽5-10kHz；采样1-6s；扫描50-200次；三甲基硅烷为内标(TMS，d＝0)。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术首次采用核磁共振检测技术检测小麦胚芽脂质酸败程度。该方法具有灵敏度高、检测速率快等优点；常规滴定法测定过程中，需要首先配置NaOH/KOH醇溶液、胚芽油溶媒(乙醚/乙醇溶液)和酚酞指示剂，耗时长(30min以上)，且滴定液无法长期保存，部分溶剂如乙醚易燃且对人体有害，采用核磁共振方法检测时间(10min)极大缩短了检测时间，且无需借助任何易燃易爆试剂，同时信息量更大，可同时获得FFA、DAG、MAG和TAG的含量。(2)传统滴定法测定过程中，油脂中黄色素的存在极大地增加了滴定终点的判断难度，这就容易导致滴定法测定结果稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用1H‑NMR快速评估小麦胚芽脂质酸败程度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理：将谷物样品粉碎，过筛；(2)萃取：过筛后的样品加入溶剂进行混合，震荡萃取，得到混合液；(3)浓缩：将混合液离心，倒出上清液，在上清液中加蒸馏水，震荡，静置，分层后，取出下层溶液，用氮气吹干下层溶液得到总脂质；(4)进样：将步骤(3)得到的总脂质放于核磁管中，对该脂质进行

【技术特征摘要】
1.一种利用1H-NMR快速评估小麦胚芽脂质酸败程度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理：将谷物样品粉碎，过筛；(2)萃取：过筛后的样品加入溶剂进行混合，震荡萃取，得到混合液；(3)浓缩：将混合液离心，倒出上清液，在上清液中加蒸馏水，震荡，静置，分层后，取出下层溶液，用氮气吹干下层溶液得到总脂质；(4)进样：将步骤(3)得到的总脂质放于核磁管中，对该脂质进行1H谱分析；(5)计算：根据各特征性化学位移的峰面积计算各脂质组分的相对含量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括采用油酸、三油酸甘油酯、1,3-硬脂酸甘二酯、1,2-硬脂酸-3-棕榈酸甘油酯等单一标准品分别1H-NMR分析，以确定甘油三酯(TAG)、1,2-甘油二酯(1,2-DAG)、1,3-甘油三酯(1,3-DAG)、1-单甘脂(1-MAG)、2-甘油二酯(2-MAG)和游离脂肪酸(FFA)上的甲基、亚甲基、羧基等基团上不同氢质子的特征性化学位移。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中过筛为30-120目筛。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的溶剂为含有0.15-0.50％(m:m)特丁基对苯二酚(TBHQ)的氯仿/甲醇(1-3:1，v/v)溶液。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)是加入溶剂后，150-250rpm下振荡萃取30-60min，反复萃取3-5次，合并有机相。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)是将混合液3000-6000rpm离心5-20min，倒出上清液，在上清液中加入10-40mL蒸馏水，震荡20-60sec，静置，分层后，用滴管吸取下层氯仿层，转移至玻璃试管中，氮气吹干，剩余萃余物即为小麦胚芽中的总脂质。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中进样的方法为取20-100mg上述总脂质于5mm核磁管中，随后加入200-600μL含0.01-0.05％(v:v)三甲基硅烷(TMS)的氘代氯仿，加盖后，以400MHz核磁共振谱仪对该脂质进行1H谱分析。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述1H-NMR检测条件为：共振频率为400MHz...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘元法，李波，李进伟，曹培让，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32