CN105067540A - 一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法 - Google Patents
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Abstract
<b>一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，</b>通过分光分度计分别测量不同种类的植物油在320nm-780nm可见光波段内的透射吸收光谱，建立标准植物油可见光透射吸收光谱的“指纹”数据库。本发明在检测过程中不需要借助其他有机溶剂，利用不同植物油在320nm-780nm波段内的可见光透射谱的谱型上存在明显的“指纹”差异，实现植物油定性和定量分析检测，分析鉴别速度快、直观、精度高，在食品安全检测领域内具有独特的地位和价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种光谱检测技术，特别涉及一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，属于光谱检测技术领域。
背景技术
植物油作为人类膳食油脂的主要来源之一，因其脂肪酸组成的差异直接影响到不同植物油营养的高低，价格也千差万别。存在高额差价就会存在以次充好的掺假植物油，因此，对植物油的检测和识别就显得十分重要。
传统的物理化学方法检测周期长，人工成本高，严重制约了植物油的真伪鉴别速度，除此之外，气相色谱法、红外光谱法及紫外光谱法的检测结果与可见光光谱法检测结果相比，可见光光谱法的检测结果更加直观，同时检测结果也非常精准，尤其在检测花生油和橄榄油方面。本发明提出的吸收“峰”“谷”“指纹”检测方法是其他方法“指纹”库中所不具有的，该方法具有明显的独创性。中国专利（公开号：CN201310110633.3）提出一种掺伪茶油的检测方法，该方法不但能对茶油的掺伪种类进行鉴别，更能检测出掺伪量，有效防止用价格低廉的食用油冒充高质高价格的茶油，但是该方法首先要建立折光率、碘值、皂化值和油酸含量掺伪检测模型，通过样品的检测确定掺伪种类，然后再通过紫外光谱全波扫描，确定掺伪量模型，这种检测方法同样存在操作繁琐，工艺复杂等弊端。中国专利（公开号：CN104034673A）提供一种植物油紫外-可见吸收光谱的检测方法，该吸收光谱测定方法虽然可以做到快速、所需样量少、无需溶剂的定性检测，但是其测量精准度和直观性远达不到可见光波段透射光谱的测定方法，同样在做定量分析时也表现不足。为此提出一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种光谱检测方法，能实现植物油快速定性和定量分析检测。本发明一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，按照以下步骤进行：
A、打开分光光度计和计算机，计算机通过软件与分光光度计连接；
B、将石英比色皿放入分光光度计中，调节合适的狭缝孔径，进行光谱基准处理；
C、分别将菜籽油、特级初榨橄榄油、稻米油、玉米油、花生油、葵花油、大豆油和茶油放入石英比色皿中，通过分光分度计分别测量不同种类的植物油在320nm-780nm可见光波段内的透射吸收光谱，建立标准植物油可见光透射吸收光谱的“指纹”数据库；
D、将待测植物油放入石英比色皿中，测量在320nm-780nm内可见光波段内的透射吸收光谱，并与标准植物油透射吸收光谱的“指纹”数据库进行比较，通过比较找到与之最相符的植物油透射吸收光谱，选特定波长进行数据比较，鉴别植物油的种类或是否掺伪。
所述的石英比色皿光谱基准处理之前，先调节合适的狭缝，狭缝slit值取8、12、20或32。
所述的狭缝slit值确定之后，在测量过程中slit值固定不变。
所述的标准植物油可见光透射吸收光谱的“指纹”数据库中，花生油在可见光波段425nm、450nm、479nm处会出现三处透射“低谷”；特级初榨橄榄油在可见光波段414nm、455nm、484nm、600nm、671nm处出现四处透射“低谷”，其中671nm处的特级初榨橄榄油透射率最为独特；
菜籽油、稻米油、玉米油、葵花油、大豆油以及茶油在可见光波段内不同光波长的透射率是不同的，表现在谱型上是不同种类的植物油透射谱的谱型差异。
所述的花生油、特级初榨橄榄油的可见光透射吸收光谱的“低谷”指纹特性可用于植物油鉴别的定量分析。
本发明的优点
本发明的优点在于能很好利用不同植物油在320nm-780nm波段内的可见光透射谱的谱型上存在明显的“指纹”差异，对不同植物油进行准确鉴别，而且检测过程中不需要借助其他有机溶剂，分析鉴别速度快、直观、精度高，另外还能同时对植物油进行定性和定量的分析测量，在食品安全检测领域内具有独特的地位和价值。
附图说明
图1：200-1400nm波段内八种植物油的透射光谱
图中标号：1、大豆油的透射谱；2、葵花油的透射谱；3、茶油的透射谱；4、菜籽油的透射谱；5、玉米油的透射谱；6、稻米油的透射谱；7、特级初榨橄榄油的透射谱；8、花生油的透射谱。
图2：200-1400nm波段内六种植物油的透射光谱
图中标号：1、金龙鱼牌大豆油的透射谱；2、西部人牌葵花油的透射谱；3、宜春野山茶油的透射谱；4、悦生和牌菜籽油的透射谱；5、金龙鱼牌玉米油的透射谱；6、天赐谷韵牌稻米油的透射谱。
图3：200-1400nm波段内两种植物油的透射光谱
图中标号：7、特级初榨橄榄油的透射谱；8、花生油的透射谱。
图4：200-1400nm波段内不同品牌的葵花油和稻米油的透射光谱
图中标号：1、西部人牌葵花油的透射谱；2、金龙鱼牌葵花油的透射谱；3、金龙鱼牌稻米油的透射谱；4、天赐谷韵牌稻米油的透射谱。
图5：320-780nm波段内菜籽油透射谱与不同品牌特级初榨橄榄油透射谱、吸收谱
图中标号：1、悦生和牌菜籽油的可见光透射普；2、阿格利斯牌特级初榨橄榄油的可见光透射谱；3、范尼奥牌特级初榨橄榄油的可见光透射谱；4、萨巴哈比特级初榨橄榄油的可见光透射谱；5、阿格利斯牌特级初榨橄榄油的可见光吸收谱；6、范尼奥牌特级初榨橄榄油的可见光吸收谱；7、萨巴哈比特级初榨橄榄油的可见光吸收谱。
图6：320-780nm波段内掺入不同含量菜籽油（悦生和牌）的特级初榨橄榄油透射谱。
图中：最上面的谱线为菜籽油的透射谱，最下面的谱线为萨巴哈比特级初榨橄榄油的透射谱，中间谱线从上往下依次是：体积比例为1:20橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:17橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:16橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:15橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:14橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:13橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:12橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:11橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:10橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:9橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:8橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:7橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:6橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:5橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:4橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:3橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:2橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为1:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为2:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为3:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为4:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为5:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为6:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为7:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为8:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为9:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为10:1橄榄油与菜籽油的透射谱、比例为11:1橄榄油与菜籽油的透射谱。
具体实施方式
实施例1
本发明一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，按照以下步骤进行：打开分光光度计和计算机，计算机通过软件与分光光度计连接；将石英比色皿放入分光光度计中，调节合适的狭缝孔径，进行光谱基准处理；分别将菜籽油、橄榄油、稻米油、玉米油、花生油、葵花油、大豆油和茶油放入石英比色皿中，通过分光分度计分别测量不同种类的植物油在320nm-780nm可见光波段内的透射吸收光谱，建立标准植物油可见光透射吸收光谱的“指纹”数据库；将待测植物油放入石英比色皿中，测量在320nm-780nm内可见光波段内的透射吸收光谱，并与标准植物油透射吸收光谱的“指纹”数据库进行比较，通过比较找到与之最相符的植物油透射吸收光谱，选特定波长进行数据比较，鉴别植物油的种类或是否掺伪。石英比色皿光谱基准处理之前，先调节合适的狭缝，狭缝孔径slit取值为20，在测量过程中slit值固定不变。
参见图1，200～1400nm波段内八种植物油的透射光谱，可见光320nm～780nm波段八种植物油的透射光谱差异明显，“指纹”特性突出。图中标号表示：1、大豆油的透射谱；2、葵花油的透射谱；3、茶油的透射谱；4、菜籽油的透射谱；5、玉米油的透射谱；6、稻米油的透射谱；7、橄榄油的透射谱；8、花生油的透射谱。
标准植物油可见光透射吸收光谱的“指纹”数据库中，花生油在可见光波段425nm、450nm、479nm处会出现三处透射“低谷”；特级初榨橄榄油在可见光波段414nm、455nm、484nm、600nm、671nm处出现四处透射“低谷”，其中671nm处的特级初榨橄榄油透射率最为独特；
菜籽油、稻米油、玉米油、葵花油、大豆油以及茶油在可见光波段内不同光波长的透射率是不同的，表现在谱型上是不同种类的植物油透射谱的谱型差异。
比较不同植物油透射谱的特征差异，并通过这种“指纹”差异达到鉴别植物油的目的。
图2为200-1400nm波段内六种植物油的透射光谱。
其中1表示金龙鱼牌大豆油的透射谱，2表示西部人牌葵花油的透射谱，3表示宜春野山茶油的透射谱，4悦生和牌菜籽油的透射谱，5表示金龙鱼牌玉米油的透射谱，6表示天赐谷韵牌稻米油的透射谱。菜籽油、稻米油、玉米油、葵花油、大豆油及茶油的透射谱结构和谱形上相似，但这六种植物油可见光波段透射谱的下滑位置、强度存在明显差异，通过这种“指纹”差异可实现对六中植物油的定性分析。
图3为200-1400nm波段内2种植物油的透射光谱。7为特级初榨橄榄油透射光谱，8为花生油透射光谱。花生油在可见光波段425nm、450nm、479nm处会出现三处透射“低谷”，特级初榨橄榄油在可见光波段414nm、455nm、484nm、600nm、671nm处出现四处透射“低谷”，其中671nm处的特级初榨橄榄油透射率最为独特，这两种油的透射谱“低谷”指纹特性在鉴别时，更加直观；而这种透射“低谷”的出现可定量分析花生油和特级初榨橄榄油的含量和纯度。
图4为200-1400nm波段内不同品牌的葵花油和稻米油的透射光谱，1表示西部人牌葵花油；2表示金龙鱼牌葵花油；3表示金龙鱼牌稻米油；4表示天赐谷韵牌稻米油。实验测量的稻米油分别是天赐谷韵牌和金龙鱼牌，葵花油分别是西部人牌和金龙鱼牌；实验结果表明不同品牌的葵花油和稻米油的透射谱在可见光波段的“指纹”差异最为明显，天赐谷韵牌和金龙鱼牌两种品牌的稻米油在可见光波段的透射谱“指纹”特性相吻合，西部人牌和金龙鱼牌两种品牌的葵花油在可见光波段的透射谱“指纹”特性相吻合，不同品牌对植物油可见光波段透射谱的“指纹”特性影响较小，不会干扰植物油种类的鉴别和定量分析。
图5为320-780nm波段内菜籽油（悦生和牌）透射谱与不同品牌特级初榨橄榄油透射谱、吸收谱的比较。图中实线代表透射谱，虚线代表吸收谱。1表示悦生和牌菜籽油的可见光透射普，2表示阿格利斯牌特级初榨橄榄油的可见光透射谱，3表示范尼奥牌特级初榨橄榄油的可见光透射谱，4表示萨巴哈比特级初榨橄榄油的可见光透射谱，5表示阿格利斯牌特级初榨橄榄油的可见光吸收谱，6表示范尼奥牌特级初榨橄榄油的可见光吸收谱，7表示萨巴哈比特级初榨橄榄油的可见光吸收谱。由图可知，不同品牌的特级初榨橄榄油谱型一致且与菜籽油、稻米油、玉米油、葵花油、大豆油及茶油的谱型具有显著差异，从而说明了该方案检测的可行性和精准性。与图4结果相比，唯一不同的是不同品牌的特级初榨橄榄油的可见光透射的强弱有别，因此该方法在实现特级初榨橄榄油真伪鉴别的同时可实现不同品牌间的鉴定。
图6为320-780nm波段内掺入不同含量菜籽油（悦生和牌）的特级初榨橄榄油透射谱。图中最上面的谱线为菜籽油的透射谱，最下面的谱线为萨巴哈比特级初榨橄榄油的透射谱，
中间谱线从上往下依次是：体积比例为1:20橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:17橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:16橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:15橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:14橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:13橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:12橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:11橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:10橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:9橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:8橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:7橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:6橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:5橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:4橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:3橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:2橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为1:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为2:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为3:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为4:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为5:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为6:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为7:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为8:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为9:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为10:1橄榄油与菜籽油的透射谱，比例为11:1橄榄油与菜籽油的透射谱。
总上所述，本发明一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法可实现对不同种类植物油的鉴别，尤其在鉴别花生油和特级初榨橄榄油时，可见光透射谱的“指纹”特性更加明显；本发明还可做到对掺伪花生油和特级初榨橄榄油的含量做定量的分析，因此本发明方法在食品安全检测领域内具有独特的地位和价值。
Claims (5)
1.一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，其特征在于所述的方法按照以下步骤进行：
A、打开分光光度计和计算机，计算机通过软件与分光光度计连接；
B、将石英比色皿放入分光光度计中，调节合适的狭缝孔径，进行光谱基准处理；
C、分别将菜籽油、特级初榨橄榄油、稻米油、玉米油、花生油、葵花油、大豆油和茶油放入石英比色皿中，通过分光分度计分别测量不同种类的植物油在320nm-780nm可见光波段内的透射吸收光谱，建立标准植物油可见光透射吸收光谱的“指纹”数据库；
D、将待测植物油放入石英比色皿中，测量在320nm-780nm内可见光波段内的透射吸收光谱，并与标准植物油透射吸收光谱的“指纹”数据库进行比较，通过比较找到与之最相符的植物油透射吸收光谱，选特定波长进行数据比较，鉴别植物油的种类或是否掺伪。
2.根据权利要求1所述的一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，其特征在于所述的石英比色皿光谱基准处理之前，先调节合适的狭缝，狭缝slit值取8、12、20或32。
3.根据权利要求2所述的一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，其特征在于所述的狭缝slit值确定之后，在测量过程中slit值固定不变。
4.根据权利要求1所述的一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，其特征在于所述的标准植物油可见光透射吸收光谱的“指纹”数据库中，花生油在可见光波段425nm、450nm、479nm处会出现三处透射“低谷”；特级初榨橄榄油在可见光波段414nm、455nm、484nm、600nm、671nm处出现四处透射“低谷”，其中671nm处的特级初榨橄榄油透射率最为独特；
菜籽油、稻米油、玉米油、葵花油、大豆油以及茶油在可见光波段内不同光波长的透射率是不同的，表现在谱型上是不同种类的植物油透射谱的谱型差异。
5.根据权利要求4所述的一种利用可见光透射吸收光谱鉴别植物油种类的方法，其特征在于所述的花生油、特级初榨橄榄油的可见光透射吸收光谱的“低谷”指纹特性可用于植物油鉴别的定量分析。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151118 |