CN112505006A - 一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于食用油检测技术领域，提供了一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置，包括：光源，用于激发预设橄榄油样品的荧光；滤光片轮，其中设置有多个预设波长的滤光片，用于将所述预设橄榄油样品所产生的荧光过滤成不同波长的荧光；光电探测器，用于采集过滤后的不同波长的荧光光谱，并将采集的荧光光谱转化为电信号；微处理器，用于将处理好的电信号根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子。本发明的优点在于和其他的三维荧光光谱结合化学计量学算法相比，它的相关性高且分析算法复杂度低，对仪器研发的光学器件和电子器件及软件算法的要求低，低成本的橄榄油品质鉴定装置更利于普及应用，对巨大的市场监管缺口是利好。

Description

一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置及方法
技术领域
本发明涉及食用油检测技术领域，尤其涉及一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置及方法。
背景技术
当前特级初榨橄榄油在全球消费数量巨大，各种不同品质的橄榄油贴上特级初榨橄榄油的标签在市场上销售，严重侵害消费者利益。
而传统的橄榄油检测方法因为需要对油样进行预处理，再用各种进口大型生化仪器才能完成橄榄油国家标准中各项指标的检测，检测的门槛和经济成本、时间成本都很高，只有少数有资质的食品检测中心才有能力完成相关检测，严重地制约了对橄榄油市场的监管力度。从实践结果对比发现，当前国标中的橄榄油特性指标如酸价，游离脂肪酸等与橄榄油的实际品质特异性不强，导致橄榄油销售鱼龙混杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题目的在于提供一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置及方法，用以解决橄榄油品质快速鉴定的问题；
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置，包括：
样品池，用于放置预设橄榄油样品；
光源，用于激发预设橄榄油样品的荧光；
滤光片轮，其中设置有多个预设波长的滤光片，用于将所述预设橄榄油样品所产生的荧光过滤成不同波长范围的荧光；
光电探测器，用于采集过滤后的不同波长的荧光光谱，并将采集的荧光光谱转化为电信号；
信号处理模块，用于将光电探测器转化的电信号进行预设处理，并将处理好的电信号发送至微处理器；
微处理器，用于将处理好的电信号根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子。
进一步的，根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子N的公式为:
Figure BDA0002765028770000021
其中，λi、λh、λj、λk、λl和λm均为荧光的波长长度，Φ为荧光光谱的功率。
进一步的，所述滤光片轮与所述样品池之间设置有一透镜，所述透镜用于将所述预设橄榄油样品所产生的荧光进行会聚。
进一步的，还包括显示模块，用于显示通过所述微处理器计算得到的品质因子数值。
一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定方法，包括步骤：
S1、用光源激发预设橄榄油样品的荧光；
S2、通过滤光片将所述预设橄榄油样品所产生的荧光过滤成预设波长范围的荧光；
S3、通过光电检测器从预设方向采集过滤后的预设波长范围的荧光光谱；
S4、根据采集的荧光光谱通过预设荧光积分比值算法，计算预设橄榄油样品的品质因子。
进一步的，根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子N的公式为:
Figure BDA0002765028770000031
其中，λi、λh、λj、λk、λl和λm均为荧光的波长长度，Φ为荧光光谱的功率。
本发明与现有技术相比，至少包含以下有益效果：
(1)和传统的测量方法比，样品不需要预处理，对采集的荧光光谱进行分析可以快速得到橄榄油品质的鉴定结果；
(2)和其他的三维荧光光谱结合化学计量学算法相比，它的相关性高且分析算法复杂度低，对仪器研发的光学器件和电子器件及软件算法的要求低；
(3)低成本的橄榄油品质鉴定装置更利于普及应用，对巨大的市场监管缺口是利好。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例一中不同品质油样的指标测量折线图；
图3是本发明实施例二的流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1所示，本发明一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置，包括：
样品池，用于放置预设橄榄油样品；
光源，用于激发预设橄榄油样品的荧光；
滤光片轮，其中设置有多个预设波长的滤光片，用于将所述预设橄榄油样品所产生的荧光过滤成不同波长范围的荧光；
滤光片轮与样品池之间设置有一透镜，所述透镜用于将所述预设橄榄油样品所产生的荧光进行会聚；
光电探测器，用于采集过滤后的不同波长范围的荧光光谱，并将采集的荧光光谱转化为电信号；
信号处理模块，用于将光电探测器转化的电信号进行预设处理，并将处理好的电信号发送至微处理器；
微处理器，用于将处理好的电信号根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子。
其中，根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子N的公式为:
Figure BDA0002765028770000041
其中，λi、λh、λj、λk、λl和λm均为荧光的波长长度，Φ为荧光光谱的功率。
该公式用波长λa到λb波段的光源激发橄榄油油样的三维荧光光谱，选择波长λh到λi范围的第一特征荧光峰区域积分值和波长λj到λk的第二特征荧光峰区域积分值的和作为分母，波长λl到λm的第三特征荧光峰区域积分值作为分子，利用三个区域的三维荧光峰的积分比值，可以得到判定橄榄油品质的品质因子N。
具体的，λa到λb波段可采用350nm附近的波长，λh到λi的波长范围可选择400nm左右的，λj到λk的波长范围可选择500nm左右的，λl到λm的波长范围可选择680nm左右的，其中的具体数值可根据实际需求进行选取。
显示模块，用于显示通过所述微处理器计算得到的品质因子数值；用户可通过显示模块直接获知橄榄油的品质，而无需通过对多个指标的判定才能确定橄榄油的品质。
在现有技术中，对于橄榄油的品质鉴定主要通过检测橄榄油中的酸价值、过氧化值以及反式脂肪酸指标来判断橄榄油的等级，因此对不同品质油样进行上述三个指标的测量和积分荧光比值的测量，得到如图2所示的结果。
图中的七个数据点分别为某品牌初榨橄榄油和该品牌的精炼橄榄油油样及其按比例掺杂油样测得的数据，主要有三维荧光特征峰区域积分比值数值N，传统的酸价值，过氧化值及反式脂肪酸指标；其中，横坐标的百分比浓度为掺入精炼橄榄油的比例，纵坐标为三维荧光特征峰区域积分比值N的数值(无量纲)。
从图中可以看出，当前中国国家标准中传统的橄榄油等级判定指标(酸价值，过氧化值及反式脂肪酸)为靠近横轴的三条线，对初榨橄榄油、精炼橄榄油，及其二者混合的橄榄油样的区分度和特异性不强；只要橄榄油的游离脂肪酸含量低于0.8％，即使是掺入精炼橄榄油的橄榄油也符合当前中国对初榨橄榄油的国家标准，而传统的检测手段无法得到有效鉴别。
对于图2中的三维荧光特征峰区域积分比值数值N的曲线，利用三维荧光特征峰区域积分的比值N，与掺杂浓度成反比，其数值可以明显区分不同品质的橄榄油。
本发明与三维荧光光谱结合化学计量学算法相比，它的相关性高且分析算法复杂度低，对仪器研发的光学器件和电子器件及软件算法的要求低，并且低成本的橄榄油品质鉴定装置更利于普及应用，对巨大的市场监管缺口是利好。
实施例二
如图3所示，本发明一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定方法，包括步骤：
S1、用光源激发预设橄榄油样品的荧光；
S2、通过滤光片将所述预设橄榄油样品所产生的荧光过滤成预设波长范围的荧光；
S3、通过光电检测器从与光源垂直方向采集过滤后的预设波长范围的荧光光谱；
S4、根据采集的荧光光谱通过预设荧光积分比值算法，计算预设橄榄油样品的品质因子；
根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子N的公式为:
Figure BDA0002765028770000061
其中，λi、λh、λj、λk、λl和λm均为荧光的波长长度，Φ为荧光光谱的功率。
其中，λi、λh、λj、λk、λl和λm均为荧光的波长长度，Φ为荧光光谱的功率。
该公式用波长λa到λb波段的光源激发橄榄油油样的三维荧光光谱，选择波长λh到λi范围的第一特征荧光峰区域积分值和波长λj到λk的第二特征荧光峰区域积分值的和作为分母，波长λl到λm的第三特征荧光峰区域积分值作为分子，利用三个区域的三维荧光峰的积分比值，可以得到判定橄榄油品质的品质因子N。
具体的，λa到λb波段可采用350nm附近的波长，λh到λi的波长范围可选择400nm左右的，λj到λk的波长范围可选择500nm左右的，λl到λm的波长范围可选择680nm左右的，其中的具体数值可根据实际需求进行选取。
本发明和传统的测量方法比，样品不需要预处理，对采集的荧光光谱进行分析可以快速得到橄榄油品质的鉴定结果，并且和其他的三维荧光光谱结合化学计量学算法相比，它的相关性高且分析算法复杂度低，对未来仪器研发的光学器件和电子器件及软件算法的要求低。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置，其特征在于，包括：
样品池，用于放置预设橄榄油样品；
光源，用于激发预设橄榄油样品的荧光；
滤光片轮，其中设置有多个预设波长的滤光片，用于将所述预设橄榄油样品所产生的荧光过滤成不同波长范围的荧光；
光电探测器，用于采集过滤后的不同波长范围的荧光光谱，并将采集的荧光光谱转化为电信号；
信号处理模块，用于将光电探测器转化的电信号进行预设处理，并将处理好的电信号发送至微处理器；
微处理器，用于将处理好的电信号根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置，其特征在于，根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子N的公式为:
Figure FDA0002765028760000011
其中，λi、λh、λj、λk、λl和λm均为荧光的波长长度，Φ为荧光光谱的功率。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置，其特征在于，所述滤光片轮与所述样品池之间设置有一透镜，所述透镜用于将所述预设橄榄油样品所产生的荧光进行会聚。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定装置，其特征在于，还包括显示模块，用于显示通过所述微处理器计算得到的品质因子数值。
5.一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定方法，其特征在于，包括步骤：
S1、用光源激发预设橄榄油样品的荧光；
S2、通过滤光片将所述预设橄榄油样品所产生的荧光过滤成预设波长范围的荧光；
S3、通过光电检测器从预设方向采集过滤后的预设波长范围的荧光光谱；
S4、根据采集的荧光光谱通过预设荧光积分比值算法，计算预设橄榄油样品的品质因子。
6.根据权利要求5所述的一种基于三维荧光特征峰的橄榄油品质鉴定方法，其特征在于，根据预设荧光积分比值算法计算橄榄油品质因子N的公式为:
Figure FDA0002765028760000021
其中，λi、λh、λj、λk、λl和λm均为荧光的波长长度，Φ为荧光光谱的功率。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113418896A (zh) * 2021-05-18 2021-09-21 中国农业大学 一种用于在线高通量检测玉米籽粒中黄曲霉毒素的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101470077A (zh) * 2008-05-14 2009-07-01 中国检验检疫科学研究院 采用拉曼光谱特征峰信号强度比值的橄榄油快速检测方法
CN104597194A (zh) * 2015-01-15 2015-05-06 武汉轻工大学 3-氯-1,2-丙二醇的高效液相色谱-荧光检测方法
CN106483238A (zh) * 2015-11-16 2017-03-08 苏州云溪分析技术有限公司 一种快速鉴定油品种类的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101470077A (zh) * 2008-05-14 2009-07-01 中国检验检疫科学研究院 采用拉曼光谱特征峰信号强度比值的橄榄油快速检测方法
CN104597194A (zh) * 2015-01-15 2015-05-06 武汉轻工大学 3-氯-1,2-丙二醇的高效液相色谱-荧光检测方法
CN106483238A (zh) * 2015-11-16 2017-03-08 苏州云溪分析技术有限公司 一种快速鉴定油品种类的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁志群等: "基于三维荧光光谱技术的食用油快速分析研究", 《光子学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113418896A (zh) * 2021-05-18 2021-09-21 中国农业大学 一种用于在线高通量检测玉米籽粒中黄曲霉毒素的方法

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