荧光光谱仪应用｜405nm激光诱导荧光检测食用油氧化程度

01 研究背景

食用植物油富含不饱和脂肪酸，在光照、氧气、温度等因素作用下容易发生氧化反应，生成氢过氧化物等初级氧化产物，进而影响食用油的品质和食用安全性。传统评估食用油氧化程度的方法，如过氧化值（PV）测定、共轭二烯值（CD）测定，虽然是行业公认的金标准，但普遍存在样品预处理繁琐、需要消耗有机溶剂和化学试剂、检测耗时较长等局限性。

荧光光谱技术为食用油氧化状态的快速评估提供了一种新思路。食用油中天然含有多种荧光活性物质，包括维生素、酚类化合物及氧化产物等，这些物质在特定波长激发下会产生各自的荧光信号。其中，叶绿素作为最主要的光敏化剂之一，在光照氧化过程中会发生尤为显著的规律性荧光淬灭。通过荧光光谱同时监测这些活性物质的荧光变化，即可实现对食用油氧化程度的快速、非破坏性评估。

本研究采用荧光光谱技术，对不同包装条件下大豆油在加速光氧化过程中的荧光特征变化进行了系统检测，并将荧光参数与传统氧化指标进行了相关性验证。

02 实验方法

研究选用市售精炼大豆油为样品，分装于5种不同包装条件的PET塑料瓶中：无色透明瓶、绿色瓶、红色瓶、蓝色瓶，以及外包铝箔的无色瓶（用于完全避光对照）。所有样品置于加速光氧化箱中，在LED光源照射下于室温保存10天，模拟商超货架光照环境下的储存条件。

图1.(a) 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶。(b) 加速光氧化箱中的样品

荧光光谱检测参数：采用405 nm激发波长，对光氧化处理前后的大豆油样品分别进行荧光发射光谱扫描，检测范围覆盖300-800 nm区间。

传统指标对照：同步测定各样品的过氧化值（PV）和共轭二烯值（CD），作为氧化程度的参照标准，用于验证荧光光谱检测结果的可靠性。

03 结果与讨论

1. 叶绿素荧光峰强度随氧化程度增加而大幅下降

在405 nm激发、300-800 nm波段扫描下，大豆油样品加速光氧化前后的荧光光谱如图2所示。大豆油样品在659 nm附近呈现出明显的荧光发射峰，该峰对应油脂中叶绿素类色素的特征荧光。随着光氧化程度的加深，这一荧光峰的强度出现大幅度下降：

·光氧化处理前（对照组）：荧光强度为1.22×10⁶ CPS

·红色瓶包装样品：荧光强度降至2.06×10⁵ CPS

·透明瓶包装样品（氧化程度最严重）：荧光强度降至1.35×10⁵ CPS

图2. 405 nm激发下，大豆油样品加速光氧化前后的荧光光谱对比

659 nm附近叶绿素特征峰强度随氧化程度加深而显著降低（Control为氧化处理前的对照组，R、G、B分别为红色瓶、绿色瓶、蓝色瓶包装样品，A为铝箔包裹瓶（完全避光对照），T为无色透明瓶包装样品）

透明瓶包装样品氧化后荧光强度降幅接近9倍。659 nm处叶绿素荧光峰强度由强到弱依次为：铝箔包装＞绿色瓶＞蓝色瓶＞红色瓶＞透明瓶，荧光强度越低表明氧化程度越深。说明荧光光谱能够灵敏捕捉食用油氧化过程中细微的光学信号变化，为氧化程度评估提供了直观、可量化的依据。

2.荧光光谱与传统氧化指标的相关性

将405 nm激发、300-800 nm波段扫描下测得的荧光光谱参数（谱峰强度、峰位）与过氧化值、共轭二烯值进行相关性分析，结果显示：

相关系数普遍处于0.7-0.93区间，表明荧光光谱检测结果与传统化学氧化指标之间存在强相关性，证实了荧光光谱作为氧化程度评估手段的可靠性。

3. 不同包装材料的防护效果差异

结合过氧化值、共轭二烯值等指标，5种包装条件下样品的氧化程度按从低到高排序为：铝箔包装＜绿色瓶＜蓝色瓶＜红色瓶＜透明瓶。其中对照组、红色瓶、透明瓶三组样品在405 nm激发、300-800 nm波段扫描下的荧光光谱检测结果与上述排序趋势一致，铝箔包装样品荧光强度降幅最小，红色瓶与透明瓶样品荧光强度降幅显著，直观反映出透明包装对食用油光氧化防护效果最差，而完全遮光包装防护效果最佳。

图3. 5种大豆油样品的过氧化值（PV）与共轭二烯值（CD)测量对比

04 结论

本研究表明，荧光光谱技术能够通过检测食用油中特征荧光峰的强度变化，快速、非破坏性地评估食用油的光氧化程度。405nm激发下测得的荧光峰强度及峰位与过氧化值、共轭二烯值等传统氧化指标呈现强相关性（相关系数最高达0.93），验证了该方法的可靠性。相比传统化学检测方法，荧光光谱检测无需复杂样品前处理，可直接对液态样品进行快速测量。需要说明的是，该方法目前主要用于定性判断食用油的氧化阶段，为食用油生产及流通环节的品质快速筛查提供了有效的技术手段。

05 文章来源

06 产品推荐

上述研究中大豆油氧化检测所需的核心能力——405 nm精准激发、宽范围荧光发射光谱采集、微弱荧光信号的准确捕捉——如海光电LIFS405便携式荧光光谱仪均可实现：

·激发波长405±3 nm，线宽≤2 nm，可实现本研究所需的405 nm精准激发

·光谱范围覆盖420-1000 nm，完整覆盖叶绿素等油脂内源荧光物质的特征发射区间

·激光器功率0-100 mW连续可调，可根据样品荧光强度灵活调整激发强度，避免弱信号被淹没或强信号饱和

·高度集成、轻巧便捷，适合食品生产现场、质检实验室等场景的快速筛查需求

无论是食用油氧化程度评估，还是其他食品原料的荧光快速检测，LIFS405均可提供稳定可靠的荧光光谱解决方案。