应用报告 | 如何用EPR技术科学评估食用油质量？

电子顺磁共振（EPR）技术科学评价食用油质量

电子顺磁共振（EPR）技术以其独特优势(无需预处理、原位无损、直接灵敏)，在食用油质量监控中展现出不可小觑的作用。

EPR作为一种高灵敏度的检测手段，能够深入探究食用油分子结构中的未配对电子变化，这些变化往往是油脂氧化初期的微观标志。油脂氧化的本质是自由基链式反应，氧化过程中的自由基主要是ROO·、RO·和R·。

通过识别自由基等氧化产物，EPR技术能够在食用油出现明显感官变化之前，就对其氧化程度和稳定性做出科学评估。这对于及时发现并阻止因不当储存条件（如光照、高温、氧气暴露或金属催化）导致的油脂劣化至关重要。考虑到不饱和脂肪酸易氧化的特性，即便是常温条件下，食用油也面临着快速氧化的风险，更这不仅影响其风味和营养价值，更缩短了产品的货架期。

因此，运用EPR技术科学评价油脂氧化稳定性，不仅能够为消费者提供更加安全、新鲜的食用油产品，还能有效指导抗氧化剂的合理使用，确保含油食品的质量控制，延长市场供应的保鲜期限。综上所述，电子顺磁共振技术在食用油品质监控领域的应用，不仅是科技进步服务于民的生动体现，更是维护食品安全、守护公众健康的重要防线。

EPR在油品监测方面的应用案例

原理：脂质氧化过程中会生成多种自由基，产生的自由基较活泼，且寿命较短，因此多用自旋捕获的方法来进行检测（自旋捕获剂与活泼自由基反应形成较稳定的自由基加合物，一般常用PBN作为自旋捕获剂）。

1.评价油脂的氧化稳定性（可观察温度等外界因素对油脂氧化稳定性的影响）

在产品制造的每一步进行自由基浓度的测量，以及氧化水平的逐渐变化的情况，便能确定产品的抗氧化能力。如下图为PBN捕获花生油氧化产生的自由基，形成的自由基加合物的EPR谱图，可根据EPR的信号强度来判断油脂的氧化程度，EPR信号强度越强，所含的自由基含量越高。

基于EPR谱图，还可得出不同外界条件对油脂氧化的影响，如温度等：从下图中可看出，随着温度的增加，自由基EPR信号强度增加，说明温度的增加会加速油脂氧化。

Food Chemistry 309 (2020) 125714

2.评价不同抗氧化剂的抗氧化能力（以花生油为例）

比较不同抗氧化剂对花生油EPR信号强度的影响，在花生油中加入VE、BHT、BHA、BHA加BHT和TBHQ加CA等不同的抗氧化剂。不同抗氧化剂的效果如图2B所示，Y轴表示自旋量。从该图中可看出，添加抗氧化剂的样品的自旋量明显少于对照组（peanut oil control，黑线）。不同的抗氧化剂对油的稳定性表现出不同的贡献。抗氧化作用的顺序为 (TBHQ + CA) > (BHA + BHT) > BHA > BHT > VE。其中，BHT+ BHA 比 BHA 或 BHT 分别表现出更好的效果。TBHQ +CA 效果最好。因为一些金属离子（尤其是 Cu²⁺和 Fe²⁺) 会引发油的氧化。但CA可以作为螯合剂螯合金属离子，进一步防止氧化的发生。

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3.油品质量监测-地沟油掺假鉴别

地沟油通常是指从餐饮业废弃油脂中回收再利用的油脂，这类油脂可能经过了多次加热和使用，导致油脂变质，产生大量自由基和其他有害化合物。EPR技术可以检测到这些自由基的存在及其浓度，从而评估地沟油的质量和安全性。

以煎炸老油、精炼大宗植物油为原料，以PBN作为自旋捕获剂，然后用EPR检测精炼植物油掺假前后自由基强度变化，采用波谱拟合方法，建立自由基强度与掺假率的标准曲线，根据标准曲线对精炼植物油中地沟油掺假比例进行定量。该方法灵敏度高，易于操作，能够对掺假率小于20％的掺假植物油准确鉴别并对其掺假率精确定量^[1]。

参考文献：

[1]一种鉴别精炼植物油中地沟油掺假的方法201610515761.X

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电子顺磁共振技术作为检测自由基最直接、有效的技术，在判断食品油脂氧化程度、预判其保质期及食品货架期具有重要意义。国仪量子电子顺磁共振波谱仪为直接检测顺磁性物质提供了一种非破坏性的分析方法，可快速、准确的确定产品的抗氧化能力，从而有根据的进行过程控制。除此之外，还可提供磁性分子、稀土离子、离子团簇、掺杂材料、缺陷材料、金属蛋白等含有未成对电子物质的组成、结构以及动力学等信息，在化学、生物、物理、医药、工业等领域具有广泛的应用。

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