Abstract We present a facile surface enhanced Raman scattering (SERS) based methodology to study the thermal degradation of edible oils using a special gold sputtered SERS tattoo. The methodology is calibrated with Iodine values, which is an industrial standard. This analytical study aims to compare the safety of 7 edible oils rich in monounsaturated (MU), polyunsaturated (PU), and saturated (S) fatty acids (FA) against high temperature re-cooking as done in most restaurants, and street food joints. The changes in the SERS signal intensity (I) ratio of the saturated (@1440 cm-1), and unsaturated (@ 1265 cm−1) FA, I1265/I1440, was studied as a function of heating time, and temperature (T), around the ‘smoke point’. The SERS marker for thermal degradation, I1265/I1440, measuring the normalized unsaturated FA content in the oils decreased consistently, and significantly for the PUFA, and MUFA oils when heated above the ‘smoke point’, following the changes in the industrial standard ‘Iodine value’. Olive (MUFA), and Coconut (SFA) oil showed marginal, and no decrease, respectively, of the SERS marker over the temperature range studied. Based on the SERS marker, a parameter ζ, -the decrease of (I1265/I1440) value of the heated oil with respect to the as-purchased value, is defined that can compare the degradation of the edible oils under different thermal stressing. The Arrhenius fit of the SERS marker yielded similar activation energy of the thermal degradation to that obtained independently from Iodine value, and demonstrates the correctness of the presented methodology.

中文翻译：

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用碘值校准的表面增强拉曼光谱法在食用油中的热降解

摘要 我们提出了一种基于表面增强拉曼散射 (SERS) 的简便方法，以使用特殊的金溅射 SERS 纹身来研究食用油的热降解。该方法用碘值校准，这是一个工业标准。这项分析研究旨在比较 7 种富含单不饱和 (MU)、多不饱和 (PU) 和饱和 (S) 脂肪酸 (FA) 的食用油与大多数餐馆和街头小吃店的高温重新烹饪的安全性. 研究了饱和 (@1440 cm-1) 和不饱和 (@ 1265 cm-1) FA I1265/I1440 的 SERS 信号强度 (I) 比随加热时间和温度 (T )，在“烟点”附近。热降解的 SERS 标记，I1265/I1440，随着工业标准“碘值”的变化，当加热至“烟点”以上时，测量油中归一化不饱和脂肪酸含量持续下降，并且显着降低 PUFA 和 MUFA 油。在所研究的温度范围内，橄榄 (MUFA) 和椰子 (SFA) 油的 SERS 标记分别显示出边际和没有减少。基于 SERS 标记，定义了一个参数 ζ，即加热油的 (I1265/I1440) 值相对于购买值的减少，可以比较不同热应力下食用油的降解情况。SERS 标记的 Arrhenius 拟合产生了与独立于碘值获得的热降解相似的活化能，并证明了所提出方法的正确性。根据工业标准“碘值”的变化，加热至“烟点”以上时的 MUFA 油。在所研究的温度范围内，橄榄 (MUFA) 和椰子 (SFA) 油的 SERS 标记分别显示出边际和没有减少。基于 SERS 标记，定义了一个参数 ζ，即加热油的 (I1265/I1440) 值相对于购买值的减少，可以比较不同热应力下食用油的降解情况。SERS 标记的 Arrhenius 拟合产生了与独立于碘值获得的热降解相似的活化能，并证明了所提出方法的正确性。根据工业标准“碘值”的变化，加热至“烟点”以上时的 MUFA 油。在所研究的温度范围内，橄榄 (MUFA) 和椰子 (SFA) 油的 SERS 标记分别显示出边际和没有减少。基于 SERS 标记，定义了一个参数 ζ，即加热油的 (I1265/I1440) 值相对于购买值的减少，可以比较不同热应力下食用油的降解情况。SERS 标记的 Arrhenius 拟合产生了与独立于碘值获得的热降解相似的活化能，并证明了所提出方法的正确性。在研究的温度范围内，SERS 标记分别没有减少。基于 SERS 标记，定义了一个参数 ζ，即加热油的 (I1265/I1440) 值相对于购买值的减少，可以比较不同热应力下食用油的降解情况。SERS 标记的 Arrhenius 拟合产生了与独立于碘值获得的热降解相似的活化能，并证明了所提出方法的正确性。在研究的温度范围内，SERS 标记分别没有减少。基于 SERS 标记，定义了一个参数 ζ，即加热油的 (I1265/I1440) 值相对于购买值的减少，可以比较不同热应力下食用油的降解情况。SERS 标记的 Arrhenius 拟合产生了与独立于碘值获得的热降解相似的活化能，并证明了所提出方法的正确性。