CN107589141A - 一种基于磁悬浮技术检测物体密度用于食用油质量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于磁悬浮技术检测物体密度用于食用油质量检测方法，属于磁悬浮检测技术领域。该检测方法步骤包括：(1)配制芝麻油与花生油的混合油以及选取高温加热时长不同的大豆油；(2)配制合适的顺磁性介质溶液；(3)将样品油滴滴入顺磁性介质溶液中；(4)将溶液置入磁性悬浮检测装置中；(5)测量油滴的悬浮高度；(6)根据油滴的性质以及对应的悬浮高度，得出混合油中芝麻油的所占比例与悬浮高度的关系以及高温加热大豆油的不同时长与悬浮高度的关系，用于分析食用油的质量。本发明提供了一种全新的简便的检测食用油质量的方法，可以对芝麻油中掺假油做定性定量分析，也可以对油炸食品所用的大豆油烹炸后的质量做检测分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于磁悬浮技术检测物体密度用于食用油质量检测方法，属于磁悬浮检测技术领域。
背景技术
磁悬浮技术是一种新型的检测物体密度的技术，其优势在于装置设备简单，成本低，操作方便，灵敏度高，同时检测速度快。磁悬浮技术仅需要两块相同的永久性钕磁铁，并将它们N极相对，上下平行放置。在磁铁中间放置顺磁性溶液，由于磁铁之间的磁场，使得顺磁性溶液产生由高磁场强度指向低磁场强度的力，即指向上下磁铁中间的力。而悬浮的样品为抗磁性物体，所以当样品所受到的重力、浮力以及溶液产生的磁力三力达到平衡时，样品就悬浮在某一特定高度。通过样品悬浮的高度，可以对样品的密度进行定性定量分析。磁悬浮技术检测快速，便于携带，成本低廉，其应用范围极其广泛，目前已应用于疾病检测、法医分析、工业产品检测和食品安全分析等多方面。磁悬浮技术因其成本低，检测方便快速灵敏等特点，会在多种检测分析应用方面中，占据极大的优势。
目前，市场上食用油的质量问题是值得我们关注。食用油的质量主要存在两个问题：第一，食用油中掺入假油，例如在价格较贵的芝麻油中掺入价格较低的花生油，将其加入食用色素和香精混合，充当芝麻油售卖；第二，例如油条、炸鸡等油炸型食品的部分商家，为了节约成本，常将所用的大豆油进行长时间油炸。而掺假油或长期反复烹炸的食用油，营养价值下降，对消费者的健康产生严重危害，例如肝功能和生殖功能的损害等。
当食用油掺假或长时间反复多次烹炸后，其化学成份也会发生改变，从而也会引起密度的变化。目前一般对食用油化学成分分析的方法有薄层色谱法、气相色谱法、近红外光谱(NIRS)和高效液相色谱法(HPLC)等。但是这些仪器的操作和样品的化学分析较为复杂。在原则上，密度是物体的另一个基本物理特征。目前已有多种技术来测量物体的密度，例如浮球式液体比重计、密度梯度柱、比重瓶、振荡管密度计和悬浮微通道谐振器。然而，这些技术往往操作不方便，需要昂贵的设备，并需要具有相当技术技能的专业人员。而使用新型的磁悬浮技术，不仅设备简单、成本低廉，而且操作简便、灵敏度高、检测速度快捷，具有极大的优势。
发明内容
本发明解决的技术问题是：本发明针对现有的食用油分析检测方法和物质密度检测方法的不足，基于磁悬浮技术理论，通过悬浮高度与密度之间的关系，提出一种基于磁悬浮检测物体密度来定性定量的分析检测食用油质量的方法，提供了一种设备简单，成本低廉，方便携带，易于操作，测量结果易于观测，测量精度高，检测快速迅捷，适用于市场的测量灵敏即时检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于磁悬浮技术检测物体密度用于食用油质量检测方法，根据磁悬浮检测密度的原理，检测食用油掺假以及长期烹炸后食用油的质量，食用油掺假为将廉价的油掺入到高价的食用油，用以获取高利润，以廉价的花生油掺入到高价的芝麻油；食用油长期烹炸后营养成分降低，有害成分增多，对人体健康极其危害；在芝麻油中掺入花生油、大豆油在200℃下长期加热，具体包括以下步骤：
(1)配制芝麻油与花生油的混合油，芝麻油所占比例不同，以及选取高温加热时长不同的大豆油；
(2)配制合适的顺磁性介质溶液；
(3)将样品油滴滴入顺磁性介质溶液中；
(4)将溶液置入磁性悬浮检测装置中，即置于两个同极相对平行放置的方形磁铁中间；两个方形磁铁的尺寸均为45mm×45mm×20mm，相互距离45mm，磁感应强度大小为0.4T；
(5)测量油滴的悬浮高度；
(6)根据油滴的特性以及对应的悬浮高度，得出混合油中芝麻油的所占比例与悬浮高度的关系以及高温加热大豆油的不同时长与悬浮高度的关系，得到相应的曲线分布，用于分析食用油的质量。
优选的，所述步骤(1)中的芝麻油与花生油混合油为在7组2ml的花生油中依次加入1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5和4.0ml的芝麻油，所述步骤(1)中大豆油高温加热所设定的温度为200℃，每隔一小时提取样品大豆油，共加热7个小时取7组样品。
优选的，所述步骤(2)中的顺磁性介质溶液，对于检测混合油中芝麻油的比例，配制顺磁性溶液MnCl2溶液48mMol/L,溶于甲醇：水为7:3的溶液中；对于检测高温加热的大豆油，配制顺磁性溶液MnCl2溶液0.6M/L,溶于甲醇：水为4:1的溶液中。
优选的，所述步骤(5)中测量油滴悬浮高度，待油滴悬浮静止1-3min左右达到稳定后，测量油滴悬浮的高度，并记录。
本发明的有益效果：
本发明的技术原理为上下两磁铁之间放置顺磁性溶液，将测试样品置于溶液之中。磁铁间的磁场会对顺磁性溶液产生由高磁场强度指向低磁场强度的力，即指向上下磁铁中间的力。而悬浮的样品为抗磁性物体，所以当样品所受到的重力、浮力以及溶液产生的磁力三力达到平衡时，样品就悬浮在某一特定高度。样品悬浮的高度与其密度相关，因此可以通过悬浮高度来分析计算密度。密度是物质的重要特征之一，物质的物理或化学成分的变化会引起密度的改变，所以根据密度的变化，可以分析物质的物理或化学变化。基于该原理，将磁悬浮技术用于食用油掺假检测以及食用油长期烹炸后的质量检测。
本发明方法的测量装置主要由两块相同尺寸的磁铁同极相对同轴放置，磁铁的表面磁感应强度相同。在磁悬浮装置中，不同的磁铁大小以及磁铁之间放置的距离不同，皆可用于磁悬浮技术检测，只是改变不同的磁铁条件，得到的曲线关系以及定量分析的结果不同。可根据不同检测样品的密度范围以及密度分布进行不同的装置设计。本发明中检测目标为食用油，根据需检测的食用油的密度极其密度分别，设计装置中磁铁大小为45mm×45mm×20mm，表面磁感应强度相同，磁感应强度大小为0.4T的方形磁铁同极对置相距45mm构成。
目前食用油质量方面存在的问题，主要有两点：掺假油和烹炸的食用油。掺假油多为将廉价的食用油掺入到高价食用油，期以获取高利润；煎炸食用油多为反复烹炸利用，来降低成本。掺假油因为油品混杂，再添加香精色素，严重降低其营养成分，增加有害物质；煎炸油煎炸时间越久，营养成分丧失越多，有害成分积累也越多。掺假油与煎炸油都因其质量下降，从而对人们的健康带来极大的危害。本发明根据磁悬浮技术的原理，针对掺假油和煎炸油，通过悬浮高度检测密度对其进行检测分析，得到相应的分析曲线，通过曲线对比检测市场上掺假油的掺假比和煎炸油烹炸时间，因而用于食用油质量检测。
本发明提供了一种全新的简便的检测食用油质量的方法，可以对芝麻油中掺假油做定性定量分析，也可以对油炸食品所用的大豆油烹炸使用时间做检测分析，并根据其原理可以对不同种类的食用油检测设计不同的实验方案，检测范围极广，同时还可根据磁悬浮原理对疾病检测、工业产品检测和食品安全分析等更多应用方面进行检测分析。所需求的装置操作简单，成本低廉，测量结果易于观测，测量精度高，检测快速迅捷，适用于多种类的即时分析检测。
附图说明
下面结合附图对本发明的作进一步说明。
图1是本发明磁性悬浮原理图。
图2是本发明中芝麻油与大豆油的混合油滴悬浮图。
图3是本发明配制的芝麻油与花生油的混合油中芝麻油含量与油滴悬浮高度的关系图。
图4是本发明中大豆油在200℃下加热7小时，每隔一小时取样的样品图。
图5是本发明中高温加热的大豆油滴悬浮图。
图6是加热的大豆油加热时长与油滴悬浮高度的关系图。
具体实施方式
以下所述是本发明的具体实施方式，根据本发明的具体实例和附图，使本发明被更清楚的理解。
如图1所示，是本发明的磁悬浮技术原理图。本发明方法的测量装置主要由两块相同尺寸的磁铁同极相对同轴放置，磁铁的表面磁感应强度相同。在磁悬浮装置中，不同的磁铁大小以及磁铁之间放置的距离不同，皆可用于磁悬浮技术检测，只是改变不同的磁铁条件，得到的曲线关系以及定量分析的结果不同。可根据不同检测样品的密度范围以及密度分布进行不同的装置设计。本发明中检测目标为食用油，根据需检测的食用油的密度极其密度分别，设计装置中磁铁大小为45mm×45mm×20mm，表面磁感应强度相同，磁感应强度大小为0.4T的方形磁铁同极对置相距45mm构成。本发明中，由于检测的样品是食用油，油滴不溶于水溶液和甲醇溶液，因此本发明中的顺磁性介质溶液可以为水和甲醇的混合溶液。
其中，检测方法如下：
a.对所占不同比例的芝麻油进行检测。
1)先分别量取2ml的花生油置于7个试管中，再往每个试管中添加芝麻油，添加芝麻油的量分别为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5和4.0ml。然后将两种食用油摇晃均匀混合。
2)配制顺磁性溶液MnCl2溶液48mMol/L,溶于甲醇：水为7:3的溶液中。
3)从7组混合油样品中分别取一滴油滴，滴入介质溶液中。
4)将介质溶液置入磁性悬浮检测装置中，即置于上下磁铁之间。
5)待油滴悬浮静止1-3min左右达到稳定后，测量油滴悬浮的高度，并记录在表1上。
表1不同比例的芝麻油进行检测
b.对加热不同时长的大豆油进行检测。
1)使用加热搅拌器对大豆油进行加热，调节加热温度为200℃。
2)每隔一小时对大豆油进行取样，共加热7个小时，去7组加热大豆油样品。
3)配制顺磁性溶液MnCl2溶液0.6M/L,溶于甲醇：水为4:1的溶液中。
4)从7组加热大豆油样品中分别取一滴油滴，滴入介质溶液中。
5)将介质溶液置入磁性悬浮检测装置中，即置于上下磁铁之间。
6)待油滴悬浮静止1-3min左右达到稳定后，测量油滴悬浮的高度，并记录在表2上。
表2加热不同时长的大豆油进行检测
上述芝麻油与大豆油的混合油和高温加热的大豆油经过磁性悬浮技术进行检测分析，其原理如下：磁性悬浮装置的上下磁铁N极相对同轴放置，在磁铁中间放置顺磁性溶液，由于磁铁之间的磁场，使得顺磁性溶液产生由高磁场强度指向低磁场强度的力，即指向上下磁铁中间的力。而悬浮的油滴样品为抗磁性物体，所以当样品所受到的重力、浮力以及溶液产生的磁力三力达到平衡时，油滴样品就悬浮在某一特定高度。磁性悬浮技术通过样品悬浮的高度来计算样品的密度，而在混合油中，由于芝麻油含量的不同，会导致混合油密度的不同，同时密度与油滴悬浮高度相关。根据图3所示，根据混合油油滴悬浮高度与芝麻油所占的比例制作相对应的曲线。所以在芝麻油与花生油的混合溶液中，可以通过油滴悬浮的高度来定性定量的分析混合油中芝麻油所占的比例，进而判断该混合油的质量。同样在高温加热的大豆油中，根据图6所示，根据加热时长与油滴悬浮高度制成相对应的曲线关系。所以在高温加热的大豆油中，可以通过油滴悬浮的高度来分析大豆油在200℃条件下加热的时长，而大豆油长时间烹炸使用会降低其营养成分，甚至产生有害物质危害消费者健康，所以可以通过磁悬浮技术来对大豆油加热时长进行分析，从而分析大豆油的质量。
此处仅为利用磁悬浮技术检测食用油质量方法做示例。根据不同的食用油检测，甚至根据更多不同的样品检测，均可根据磁悬浮技术的原理进行检测分析，其应用范围之广，检测方法之便捷，使得磁悬浮技术在检测食用油质量问题等方面具有极大的优势。
磁悬浮技术用于食用油质量的检测分析，同时存在以下不足：第一，对于不同种类食用油的检测，需要配制不同浓度和密度的顺磁性溶液，保证检测样品与顺磁性介质溶液不互溶，并且该顺磁性溶液在磁悬浮条件下的灵敏度和检测范围，应适用于该种食用油；第二，油滴在溶液中时，由于摇晃振荡等因素，油滴容易分裂扩散为许多体积更小的油滴，影响悬浮高度的测量；第三，该磁悬浮技术仅能从悬浮高度上通过油滴的密度来对食用油进行分析检测，而无法获得食用油具体化学成分变化的信息。
本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡本发明精神和原则之内，采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于磁悬浮技术检测物体密度用于食用油质量检测方法，其特征在于:根据磁悬浮检测密度的原理，检测食用油掺假以及长期烹炸后食用油的质量，食用油掺假为将廉价的油掺入到高价的食用油，用以获取高利润，以廉价的花生油掺入到高价的芝麻油；食用油长期烹炸后营养成分降低，有害成分增多，对人体健康极其危害；在芝麻油中掺入花生油、大豆油在200℃下长期加热，具体包括以下步骤：
(1)配制芝麻油与花生油的混合油，芝麻油所占比例不同，以及选取高温加热时长不同的大豆油；
(2)配制合适的顺磁性介质溶液；
(3)将样品油滴滴入顺磁性介质溶液中；
(4)将溶液置入磁性悬浮检测装置中，即置于两个同极相对平行放置的方形磁铁中间；两个方形磁铁的尺寸均为45mm×45mm×20mm，相互距离45mm，磁感应强度大小为0.4T；
(5)测量油滴的悬浮高度；
(6)根据油滴的特性以及对应的悬浮高度，得出混合油中芝麻油的所占比例与悬浮高度的关系以及高温加热大豆油的不同时长与悬浮高度的关系，得到相应的曲线分布，用于分析食用油的质量。
2.根据权利要求1所述的基于磁悬浮技术检测物体密度用于食用油质量检测方法，其特征在于：
所述步骤(1)中的芝麻油与花生油混合油为在7组2ml的花生油中依次加入1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5和4.0ml的芝麻油，所述步骤(1)中大豆油高温加热所设定的温度为200℃，每隔一小时提取样品大豆油，共加热7个小时取7组样品。
3.根据权利要求1所述的基于磁悬浮技术检测物体密度用于食用油质量检测方法，其特征在于：
所述步骤(2)中的顺磁性介质溶液，对于检测混合油中芝麻油的比例，配制顺磁性溶液MnCl2溶液48mMol/L,溶于甲醇：水为7:3的溶液中；对于检测高温加热的大豆油，配制顺磁性溶液MnCl2溶液0.6M/L,溶于甲醇：水为4:1的溶液中。
4.根据权利要求1所述的基于磁悬浮技术检测物体密度用于食用油质量检测方法，其特征在于：所述步骤(5)中测量油滴悬浮高度，待油滴悬浮静止1-3min左右达到稳定后，测量油滴悬浮的高度，并记录。
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2017
- 2017-09-06 CN CN201710795633.XA patent/CN107589141A/zh active Pending
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