一種近紅外快速識(shí)別橄欖油及橄欖油中摻雜菜籽油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用近紅外光譜技術(shù)的一種快速識(shí)別橄欖油及橄欖油中摻雜菜籽油 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 食品安全問題是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，而食品摻偽是食品安全問題的一個(gè)重要方面。 食用油是人們生活中的必備生活用品，隨著人們生活水平的提高人們對(duì)食用油的要求也越 來越高，對(duì)食用油的營(yíng)養(yǎng)成分和健康因素更加重視了。橄欖油是公認(rèn)的一種最有益于健康 的的油脂，被認(rèn)為具有保健的作用，因而其價(jià)格也在食用油中較為昂貴。為了謀取利益，橄 欖油摻假的問題在市場(chǎng)上極為嚴(yán)重，雖然國(guó)家發(fā)布了油脂的標(biāo)準(zhǔn)，但食用油摻偽判別還沒 有權(quán)威、準(zhǔn)確、快捷、簡(jiǎn)潔的方法。
[0003] 油脂摻偽鑒別分析非常復(fù)雜，主要因?yàn)橐幌氯齻€(gè)原因。第一，油脂產(chǎn)品種類多，具 商業(yè)價(jià)值的有數(shù)十種；第二，油脂組成成分及結(jié)構(gòu)特征受地域、環(huán)境、品種等的影響變化很 大，尤其是近十幾年來，品種改良工作發(fā)展很快，同一種類的新品種與老品種的油脂組成 成分具有較大的差異；第三，摻偽思路與手段千差萬別，造成分析難度大，測(cè)定結(jié)果通用性 差。
[0004] 目前，對(duì)食用油脂的摻偽鑒別方法有傳統(tǒng)的滴定，如油脂過氧化值的測(cè)定；也有現(xiàn) 代儀器的分析研宄，如傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR)檢測(cè)油脂的不飽和水平和支鏈異構(gòu) 體的情況，高效液相色譜（HPLC)儀測(cè)定油脂當(dāng)中的多環(huán)芳香烴（PAH)，固相萃取一氣相色 譜（SPE-GC)法測(cè)定不同類型油脂的脂肪酸，固相微萃?。⊿PME)結(jié)合氣相色譜（GC)、質(zhì)譜 (MS)和氫火焰離子化檢測(cè)器（FID)對(duì)橄欖油中的揮發(fā)性成分進(jìn)行定性、定量分析等摻偽鑒 別方法。但這些方法操作繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本高，或者是對(duì)操作者的專業(yè)水平要求很高，這 些缺點(diǎn)使得這些方法具有很大的限制性，難以推廣。
[0005] 近紅外光是介于可見光與中紅外光間的電磁波，主要是C-H、C-〇、O-H、N-H等基團(tuán) 的合頻和倍頻吸收，可得到有機(jī)物的大量結(jié)構(gòu)信息，適合做復(fù)雜有機(jī)物成分的分析，隨著化 學(xué)計(jì)量學(xué)的迅速發(fā)展，近紅外光譜法逐步發(fā)展成為一種實(shí)用的、用途廣泛的分析方法。近紅 外光譜分析過程極為簡(jiǎn)潔快速，且分析過程中不消耗包括有機(jī)試劑在內(nèi)的其他材料，不產(chǎn) 生污染，具有不破壞樣品、分析重現(xiàn)性好、成本低的優(yōu)點(diǎn)，目前，近紅外分析方法在石油產(chǎn)業(yè) 方面應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛了，且方法實(shí)用，因而它也非常適合作為橄欖油的摻偽鑒別，能夠?qū)?現(xiàn)無損，廉價(jià)，簡(jiǎn)便，快速的目標(biāo)，且儀器價(jià)格不高，易于推廣。從而實(shí)現(xiàn)更好的對(duì)橄欖油摻 偽問題進(jìn)行監(jiān)管監(jiān)控，保障消費(fèi)者利益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種快速識(shí)別橄欖油及橄欖油摻雜菜籽油的近紅外光譜方法，解決 識(shí)別橄欖油摻雜費(fèi)時(shí)、成本高等問題，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)準(zhǔn)確。
[0007] 本
【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0008] -種近紅外快速識(shí)別橄欖油及橄欖油中摻雜菜籽油的方法，其特征在于：
[0009] 包括以下步驟：
[0010] (1)樣品準(zhǔn)備
[0011] 收集橄欖油、菜籽油，并按照比例混合橄欖油和菜籽油制成混合油：
[0012] ⑵光譜采集
[0013] 利用傅里葉變換近紅外光譜儀采用液體樣品透射法采集近紅外光譜信號(hào)，掃描范 圍 4000-12500CHT1，間隔 8CHT1，掃描 32 次：
[0014] ⑶模型構(gòu)建
[0015] 本發(fā)明采用主成分-聚類分析方法建立橄欖油摻雜菜籽油的近紅外光譜方法：對(duì) 采集近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行選擇，并對(duì)的選擇的信號(hào)采用矢量歸一法和二階導(dǎo)數(shù)法預(yù)處理， 用主成分分析法將數(shù)據(jù)壓縮和降維，提取主要信息，然后用ward氏算法通過計(jì)算異質(zhì)因子 H，建立聚類分析模型。
[0016] 步驟（3)所述光譜模型通過以下方法建立：
[0017] 1)對(duì)采集近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行選擇，選擇8809-6673CHT1和5901-4478CHT 1:
[0018] 2)對(duì)選擇的光譜波段進(jìn)行矢量歸一法和二階導(dǎo)數(shù)法預(yù)處理
[0019] 3)其中主成分分析中選擇方差貢獻(xiàn)最大的4個(gè)主成分：選擇這4個(gè)主成分，重新 組成特征光譜陣：
[0020] 4)其中聚類方法為ward氏方法，通過檢查異質(zhì)因子H的變化，而不是光譜距離的 大小來判斷類之間的差別
[0021] 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：
[0022] 本發(fā)明采用主成分-聚類分析方法建立橄欖油摻雜菜籽油的近紅外光譜方法，可 區(qū)分橄欖油和摻雜菜籽油的橄欖油，解決了快速、低成本、無損、準(zhǔn)確地識(shí)別橄欖油及橄欖 油中摻雜菜籽油的技術(shù)難題。
【附圖說明】
[0023] 圖1純橄欖油樣品近紅外光譜圖。
[0024] 圖2純菜籽油樣品近紅外光譜圖。
[0025] 圖3聚類模型預(yù)測(cè)純橄欖油樣品的樹形圖。
[0026] 圖4聚類模型預(yù)測(cè)摻雜了 5%的菜籽油的橄欖油樣品的樹形圖。
[0027] 圖5聚類模型預(yù)測(cè)純菜籽油樣品的樹形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 一種近紅外快速識(shí)別橄欖油及橄欖油中摻雜菜籽油的方法
[0029] 步驟如下：
[0030] L樣品準(zhǔn)備
[0031] 選取13種橄欖油和7種菜籽油樣品，并另選擇2種菜籽油和2種橄欖油按照菜籽 油的比例為5%，10%，15%，20%，30%，40%進(jìn)行配制混合油，共計(jì)32個(gè)樣本。
[0032] 2.光譜采集
[0033] 利用傅里葉變換近紅外光譜儀采用液體樣品透射法采集近紅外光譜信號(hào)，掃描范 圍4000-12500(^1,間隔8CHT1，掃描32次，組成采集光譜陣。從圖1和圖2可以觀察到橄欖 油和菜籽油的近紅外光譜非常相似。
[0034] 3.建立聚類分析模型
[0035] 對(duì)采集近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行選擇，去掉噪聲過大的部分和吸光度過大及沒有吸光 度的部分，并對(duì)的選擇的信號(hào)采用矢量歸一法和二階導(dǎo)數(shù)法預(yù)處理，組成光譜陣。對(duì)光譜 陣，用主成分分析法將數(shù)據(jù)壓縮和降維，提取主要信息，然后通過計(jì)算異質(zhì)因子，利用聚類 分析法，建立聚類分析模型。
[0036] 本發(fā)明采用主成分聚類分析方法建立橄欖油摻雜菜籽油的近紅外光譜方法。
[0037] 首先采用主成分分析法構(gòu)造特征光譜陣。
[0038] 主成分分析是將光譜通過正交變換，表示為互不相關(guān)的因子光譜（載荷）的方法。 本發(fā)明中選擇方差貢獻(xiàn)最大的4個(gè)主成分。選擇這4個(gè)主成分，重新組成特征光譜陣。
[0039] 其次，計(jì)算異質(zhì)因子，并用ward氏聚類分析法，建立聚類分析模型。
[0040] 利用特征光譜陣計(jì)算光譜距離。將每個(gè)樣品看為一類，將光譜距離最近的兩類組 成一個(gè)新類，再根據(jù)新類與其他類的距離，將光譜距離最近的兩類組成一個(gè)新類，如此反 復(fù)，直至所有的類都合并為一類，建立聚類分析模型。
[0041] Ward氏分析法通過檢查異質(zhì)因子H的變化，而不是光譜距離的大小來判斷類之間 的差別。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種近紅外快速識(shí)別橄欖油及橄欖油中摻雜菜籽油的方法，其特征在于： 包括以下步驟： (1) 樣品準(zhǔn)備： 收集橄欖油、菜籽油，并按照比例混合橄欖油和菜籽油制成混合油： (2) 光譜采集 利用傅里葉變換近紅外光譜儀采用液體樣品透射法采集近紅外光譜信號(hào)，掃描范圍 4000-12500〇11' 間隔 8CHT1，掃描 32 次： (3) 模型構(gòu)建 本發(fā)明采用主成分-聚類分析方法建立橄欖油摻雜菜籽油的近紅外光譜方法：對(duì)采集 近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行選擇，并對(duì)的選擇的信號(hào)采用矢量歸一法和二階導(dǎo)數(shù)法預(yù)處理，用主 成分分析法將數(shù)據(jù)壓縮和降維，提取主要信息，然后用ward氏算法通過計(jì)算異質(zhì)因子H，建 立聚類分析模型。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的近紅外快速識(shí)別橄欖油及橄欖油中摻雜菜籽油的方法，其特征在 于： 步驟（3)所述光譜模型通過以下方法建立： 1) 對(duì)采集近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行選擇，選擇8809-6673CHT1和5901-4478CHT1: 2) 對(duì)選擇的光譜波段進(jìn)行矢量歸一法和二階導(dǎo)數(shù)法預(yù)處理 3) 其中主成分分析中選擇方差貢獻(xiàn)最大的4個(gè)主成分：選擇這4個(gè)主成分，重新組成 特征光譜陣： 4) 其中聚類方法為ward氏方法，通過檢查異質(zhì)因子H的變化，而不是光譜距離的大小 來判斷類之間的差別。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種近紅外快速識(shí)別橄欖油及橄欖油中摻雜菜籽油的方法,用近紅外透射光譜法對(duì)摻雜橄欖油樣本進(jìn)行光譜采集，采用矢量歸一法和二階導(dǎo)數(shù)法對(duì)選擇的光譜進(jìn)行預(yù)處理，用主成分分析提取處理后的光譜主成分后，用ward氏聚類分析方法建立摻雜菜籽油的快速識(shí)別聚類模型；檢測(cè)樣品用建立的聚類模型聚類分析。本發(fā)明采用主成分-聚類分析方法建立橄欖油摻雜菜籽油的近紅外光譜方法，可區(qū)分橄欖油和摻雜菜籽油的橄欖油，解決了快速、低成本、無損、準(zhǔn)確地識(shí)別橄欖油及橄欖油中摻雜菜籽油的技術(shù)難題。
【IPC分類】G01N21-359, G01N21-3577
【公開號(hào)】CN104677854
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510078009
【發(fā)明人】王利兵, 朱紹華, 付善良, 丁利, 成婧, 龔強(qiáng)
【申請(qǐng)人】王利兵
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日