基于红外光谱技术迅速鉴别有机白菜和常规白菜

欧阳沅鑫，向 婷，梁 英，毕红梅

（黑龙江八一农垦大学理学院，黑龙江大庆 163319）

基于红外光谱技术迅速鉴别有机白菜和常规白菜

欧阳沅鑫，向 婷，梁 英，*毕红梅

（黑龙江八一农垦大学理学院，黑龙江大庆 163319）

有机蔬菜与常规蔬菜相比，需要更多劳力和更密集的技术，深受广大消费者的喜爱。但是人们很难用肉眼辨别有机蔬菜的真伪。将不同来源的同一品种白菜经简单前处理后，进行红外光谱检测时得到明显不同的谱图，将这些谱图与有机白菜的红外谱图比对，能快速鉴别出有机蔬菜的真伪。

有机白菜；红外光谱技术；鉴别

白菜原产于我国，其品种繁多、营养成分丰富，富含VC、可溶性糖、氨基酸、粗蛋白、有机酸、矿物质元素等，且具有一定的药用价值。白菜是我国东北地区秋冬季节的家常菜，加之东北人喜食酸菜[1]，每年秋冬季节白菜的消耗量较大。

有机蔬菜是指在蔬菜生产过程中严格按照有机生产规程，禁止使用任何化学合成的农药、化肥，以及基因工程生物及其产物，而是遵循自然规律和生态学原理，采取一系列可持续发展的农业技术，经过有机食品认证机构鉴定认证，并颁发有机食品证书的蔬菜产品[2]。有一小部分商家或农户以普通蔬菜冒充有机蔬菜，严重损害了消费者的权益。如果这些普通蔬菜在种植过程中，将农药原液或高浓度的农药直接喷洒在蔬菜上，而且未过安全期就采摘，农药的残留较多[3]，食用后对人体危害较大。

近年来，有大量文献报道利用红外/近红外光谱技术检测果蔬的农药残留[4-7]、营养成分分布规律[8]及亲属关系[9]。如果能建立不同品种有机蔬菜的红外谱图库，红外技术在检测蔬菜农药残留方面将有更广泛的应用。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂、仪器

材料：以黑龙江北安管理局红星农场的有机白菜和市售白菜为试验材料。

主要试剂：丙酮（分析纯），无水乙醇（分析纯），KBr（光谱纯）。

主要仪器：is5型傅里叶变换红外光谱仪，Thermo Fisher Nicolet公司产品；H2050R型台式高速冷动离心机，湖南湘仪离心机仪器有限公司产品；DZG6050D型真空干燥箱，上海森信实验仪器有限公司产品；ARC120型电子精密天平，奥豪斯公司产品。

1.2 试验方法

将代表性的白菜样品，用纸擦去表面泥土，于50℃下烘干24 h后，剪成2 cm左右见方的碎片，用粉碎机粉碎后取样。称取2 g样品，用丙酮浸泡，于50℃下回流24 h，得到浸提液。将上述浸提液低温浓缩后滴在KBr片上，以备红外测试。

2 结果与讨论

2.1 有机白菜的红外光谱图

以中药为例，清华大学孙素琴教授所创立的“红外宏观指纹谱图鉴定法”测定中药的红外谱图，不需要浸泡提取，只将中药研磨成粉后压片测试，将所得红外光谱或其导数谱等宏观指纹谱与公认的、药效稳定的药材和成药相应的标准图谱作对照，反映的是药材的整体信息。与此类似，不同品种的白菜营养成分稍有不同[8]，但同一品种的白菜营养成分是相同的，所得谱图应是基本一致的。

有机白菜的红外谱图见图1。

图1 有机白菜的红外谱图

试验中，选取水、乙醇、丙酮为溶剂进行萃取，其中丙酮的红外谱图重现性较好，故选用丙酮作为溶剂。从图1可看出，回流时间延长，萃取效果较好；但是当回流时间大于24 h后，谱图基本保持不变。因此，最佳回流时间是24 h。

2.2 市售常规白菜的红外光谱图

李文秀等人[5]早期的研究模拟了农药在蔬菜汁和蒸馏水中的吸收，发现农药在蔬菜汁溶液中与在标准试剂溶液中反映出基本相同的吸收特性，即可以应用红外光谱技术直接对蔬菜中的农药残留进行检测。换言之，如果蔬菜汁中有农药残留，或者白菜种植环境非“纯天然”，红外谱图中必然会清晰反映出来。

白菜的红外谱图见图2。

b，c，d，e 4份白菜试样为2016年10月份购自不同的市场。从图2可看出，市售白菜的4份样品与有机白菜的谱图明显不同，即市售的4份白菜均非有机白菜。

图2 白菜的红外谱图

3 结论

通过与有机白菜的红外谱图相对照，发现常规白菜与有机白菜的红外光谱图有显著差异，故可利用红外光谱技术快速鉴别有机白菜和常规白菜。

[1]杨雪.黑龙江省白菜出口面临的问题及对策分析 [J].农业与技术，2014，34（1）：229-230.

[2]韩红运.小白菜种出大产业——黑龙江省红星农场有机食品发展纪实 [J].农场经济管理，2016（8）：66-67.

[3]张阿克，韩卉，杨合法，等.常规、无公害和有机蔬菜生产模式对土壤性状的影响 [J].江苏农业学报，2013，29（6）：1 345-1 351.

[4]陈俊科，庞琢，孙前宽，等.国内外蔬菜农药残留污染现状及质量安全管理工作进展 [J].内蒙古农业大学学报（自然科学版），2007，28（3）：335-338.

[5]李文秀，徐可欣，汪嚥，等.蔬菜农药残留检测的红外光谱法研究 [J].光谱学与光谱分析，2004，24（10）：1 202-1 204.

[6]徐琳，王乃岩.ATR/FIIR技术和红外透射法用于蔬菜中农药含量测定的比较研究 [J].红外技术，2007，30（12）：702-705.

[7]张令标，何建国，刘贵珊，等.基于可见/近红外高光谱成像技术的番茄表面农药残留无损检测 [J].食品与机械，2014，30（1）：82-85.

[8]张德双，金同铭，徐家炳，等.几种主要营养成分在大白菜不同叶片及部位中的分布规律 [J].华北农学报，2000，15（1）：108-111.

[9]Seung Yeub Song，Eun Yee Jie，Myung Suk Ahn，et al. Fourier transform infrared spectroscopy of genomic DNA to discriminate F1 progenies from their paternal lineage of Chinesecabbage[J].MolBreeding，2014，33：453-464.

Discriminate Between Organic Chinese Cabbages and Ordinary Cabbages by IR Spectrum Technology

OUYANG Yuanxin，XIANG Ting，LIANG Ying，*BI Hongmei
（College of Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing，Heilongjiang 163319，China）

Compared with ordinary vegetables，organic vegetables need more labours and more intensive technology.Because of intensive and meticulous farming，organic vegetables are favoured by general public.Whereas the authenticity of organic vegetables is difficult to discriminate.In this paper，Chinese cabbages of different sources are detected by IR after simple dispose，the different IR spectra can easily distinguish between organic Chinese cabbages and ordinary Chinese cabbages.

organic Chinese cabbage；IR spectrum technology；identity

S634.1

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.02.043

1671-9646（2017）02b-0055-02

2017-02-07

黑龙江八一农垦大学大学生创新创业训练项目“应用红外光谱技术快速鉴别有机蔬菜和无公害蔬菜”（20160531）。

欧阳沅鑫（1997— ），女，在读本科，研究方向为有机物分析。

*通讯作者：毕红梅（1981— ），女，硕士，讲师，研究方向为纳米材料、食品化学。