基于空間夾角判據(jù)分析植物油中抗氧化劑含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于抗氧化劑含量分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于空間夾角判據(jù)分析植 物油中叔丁基對(duì)苯二酚（TBHQ)、叔丁基羥基茴香醚（BHA)和2,6-二叔丁基對(duì)甲酚（BHT)含 量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 食用植物油因富含不飽和脂肪酸，自身很容易發(fā)生氧化而變質(zhì)，影響油脂的顏色 和口感，這種現(xiàn)象尤其在調(diào)和油中更為明顯，所以本發(fā)明選取植物油中的調(diào)和油作為研究 對(duì)象。為了防止植物油過早被氧化，常向其中加入叔丁基對(duì)苯二酚（TBHQ)、叔丁基羥基茴香 醚（BHA)和2,6-二叔丁基對(duì)甲酚（BHT)三種常用抗氧化劑，如果植物油中的添加量超過國 家規(guī)定的0. 2g/kg就會(huì)對(duì)人體的健康造成一定的影響。目前油脂中抗氧化劑的檢測(cè)采用高 效液相色譜法（HPLC)、氣相色譜法（GC)、電化學(xué)分析法以及其他聯(lián)用技術(shù)等方法進(jìn)行定量 測(cè)定。高效液相色譜法是目前抗氧化劑測(cè)定中使用最多、最廣泛的方法，因其分離效率高， 選擇性好，靈敏度高，應(yīng)用廣泛；氣相色譜法也是抗氧化劑檢測(cè)的重要方法之一，氣相色譜 靈敏好，精密度高，檢出限低，結(jié)果準(zhǔn)確。
[0003] 但是采用色譜分析方法存在操作復(fù)雜、分析成本高以及分析效率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于空間夾角判據(jù)分析植物油中抗氧化劑含量的方 法，旨在解決采用色譜分析方法存在操作復(fù)雜、分析成本高以及分析效率低的問題。本發(fā)明 只需對(duì)待測(cè)樣本用甲醇進(jìn)行處理，即可用常規(guī)紫外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)，所用儀器簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn) 便、試劑消耗量小、分析時(shí)間短且只需一次性建模，便可同時(shí)分析樣本中3種抗氧化劑的含 量，所以分析效率得到提高。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于空間夾角判據(jù)分析植物油中抗氧化劑含量的方 法，所述基于空間夾角判據(jù)分析植物油中抗氧化劑含量的方法包括以下步驟：
[0006] 步驟一，獲得的植物油樣本采用紫外光譜儀進(jìn)行檢測(cè)，得到植物油樣本光譜數(shù)據(jù) a ；
[0007] 步驟二，獲取待測(cè)組分叔丁基對(duì)苯二酚（TBHQ)、叔丁基羥基茴香醚（BHA)、2,6-二 叔丁基對(duì)甲酚（BHT)的標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)庫V ;
[0008] 步驟三，獲取不含待測(cè)組分TBHQ (或BHA、BHT)的本底光譜數(shù)據(jù)庫N，將植物油樣 本以及待測(cè)組分TBHQ、BHA、BHT分別經(jīng)高效液相色譜儀分析，采集不同植物油樣本以及待 測(cè)組分TBHQ、BHA、BHT的多波長(zhǎng)紫外光譜數(shù)據(jù)，該光譜數(shù)據(jù)由波長(zhǎng)、時(shí)間和光強(qiáng)度構(gòu)成的數(shù) 據(jù)矩陣；采集的植物油樣本以及待測(cè)組分TBHQ、BHA、BHT的多波長(zhǎng)光譜數(shù)據(jù)，由光強(qiáng)數(shù)據(jù)格 式轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間和多波長(zhǎng)下的吸光度值；確定植物油樣本中待測(cè)組分和背景分離的液相 色譜條件，通過比較植物油樣本的液相色譜圖和待測(cè)組分TBHQ、BHA、BHT的液相色譜圖，從 植物油樣本的色譜數(shù)據(jù)中扣除與待測(cè)組分TBHQ(或BHA、BHT)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)具有相同保留時(shí)間 的光譜數(shù)據(jù)后，將剩余數(shù)據(jù)存為本底光譜數(shù)據(jù)，然后合并其他樣本的本底光譜數(shù)據(jù)構(gòu)成數(shù) 據(jù)庫Q ;將所得的數(shù)據(jù)庫Q應(yīng)用主成分?jǐn)?shù)和奇異值分解的方式進(jìn)行降維，得到數(shù)據(jù)庫量較小 的本底光譜數(shù)據(jù)庫N。
[0009] 進(jìn)一步，所述步驟一中的植物油樣本用甲醇進(jìn)行處理，得到待測(cè)植物油樣本。
[0010] 進(jìn)一步，進(jìn)一步包括稱取3. OOg不同植物油樣本于IOmL具塞離心管中，加入8mL 甲醇分3次進(jìn)行萃取樣品，并用渦旋振蕩器振蕩lmin，靜置分層后，吸取上層溶液合并到具 塞離心管，在轉(zhuǎn)速5000r/min下冷凍離心5min，最后轉(zhuǎn)移到IOmL容量瓶中，用甲醇定容、搖 勻，得到待測(cè)植物油樣本。依據(jù)吸光度的線性范圍，用多波長(zhǎng)紫外可見光纖光譜儀進(jìn)行檢 測(cè)，得到植物油樣本光譜數(shù)據(jù)a。
[0011] 進(jìn)一步，所述獲取待測(cè)組分TBHQ、BHA、BHT的標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)庫V具體方法包括：依 據(jù)吸光度的范圍，分別配制濃度為5 μ g/mL~50 μ g/mL的TBHQ、BHA標(biāo)準(zhǔn)溶液，以及20 μ g/ mL~100 μ g/mL的BHT標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后采集各個(gè)濃度的多波長(zhǎng)紫外光譜，分別記錄系列溶 液的濃度和190~400nm波長(zhǎng)范圍光譜，將不同濃度的待測(cè)組分的多波長(zhǎng)光譜數(shù)據(jù)記入標(biāo) 準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，選擇220~360nm波長(zhǎng)范圍光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)多變量最小二乘回歸分別得到待測(cè)組分 TBHQ、BHA、BHT的標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)庫V。
[0012] 進(jìn)一步，所述確定數(shù)據(jù)庫Q的主成分?jǐn)?shù)通過在數(shù)據(jù)庫Q中添加一定強(qiáng)度的非線性 因素的干擾，以二階差分值序列的折點(diǎn)判斷獨(dú)立變量數(shù)，得到數(shù)據(jù)庫Q的主成分?jǐn)?shù)q。
[0013] 進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)庫Q的降維應(yīng)用奇異值分解函數(shù)[U，S，V] = svd(Q)對(duì)Q(mXn) 進(jìn)行降維，得到m階正交矩陣U、η階正交矩陣V和奇異值矩陣S，取正交矩陣U的前q列， 作為降維后的本底光譜數(shù)據(jù)庫N。
[0014] 進(jìn)一步，所述獲取不含待測(cè)組分TBHQ (或BHA、BHT)的本底光譜數(shù)據(jù)庫N之后需要 對(duì)植物油樣本中待測(cè)組分TBHQ、BHA、BHT的含量分析；
[0015] 將獲得的植物油樣本光譜數(shù)據(jù)a、標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)庫V、本底光譜數(shù)據(jù)庫N導(dǎo)入 Matlab軟件計(jì)算平臺(tái)，應(yīng)用向量-子空間夾角判據(jù)計(jì)算植物油樣本中待測(cè)組分TBHQ、BHA、 BHT的含量。
[0016] 進(jìn)一步，進(jìn)一步包括：
[0017] 步驟一，打開Matlab軟件計(jì)算平臺(tái)，將向量-子空間算法方法文件進(jìn)行設(shè)置，即根 據(jù)計(jì)算精度設(shè)定扣減步長(zhǎng)△;
[0018] 步驟二，在回歸曲線方程Yi= a iX+bi中帶入較大的X "直，得到v1;其中i為某一吸 收波長(zhǎng)，Y1為對(duì)應(yīng)i波長(zhǎng)下待測(cè)組分TBHQ (或BHA、BHT)的吸光度值，X是待測(cè)組分TBHQ (或 BHA、BHT)的含量，心表示所有y ^直組成的矩陣；
[0019] 步驟三，從植物油樣本光譜數(shù)據(jù)a中不斷扣除V1/ Δ，扣除后的變量記為da ;
[0020] 步驟四，將本底光譜數(shù)據(jù)庫N和扣除待測(cè)組分TBHQ(或BHA、BHT)的植物油樣本 da合并后記為M并與待測(cè)組分TBHQ (或BHA、BHT)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫V1比較夾角，當(dāng)植物油樣 本中待測(cè)組分TBHQ(或BHA、BHT)被完全扣除時(shí)會(huì)出現(xiàn)最大夾角值，通過算式 yi = X iX扣 減步數(shù)/ A，估算植物油樣本中的含量71;若X JP y i相差較大，帶入一個(gè)與植物油樣本實(shí)際 含量相接近的X2重新計(jì)算；當(dāng)夾角值隨著扣減步數(shù)的增大而一直減小，則植物油樣本中不 含待測(cè)組分TBHQ (或BHA、BHT);
[0021] 步驟五，記錄最大值Θ _出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的扣減步數(shù)，通過計(jì)算式y(tǒng) = χΧ扣減步數(shù)/ A，得到植物油樣本中待測(cè)組分TBHQ (或BHA、BHT)的含量。
[0022] 所述待測(cè)組分至少為TBHQ、BHA、BHT中的一種。
[0023] 本發(fā)明提供的一種基于空間夾角判據(jù)分析植物油中抗氧化劑含量的方法，與現(xiàn)有 技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢(shì)：
[0024] (1)本發(fā)明提供的基于空間夾角判據(jù)分析植物油中抗氧化劑含量的方法，分析成 本低。本發(fā)明是基于本底光譜數(shù)據(jù)庫、待測(cè)組分光譜數(shù)據(jù)庫和待測(cè)樣本光譜數(shù)據(jù)間矩陣向 量角標(biāo)準(zhǔn)，通過逐步扣減方式實(shí)現(xiàn)待測(cè)樣本的定量分析，檢測(cè)時(shí)可以采用最常見的一階紫 外光譜儀輸出數(shù)據(jù)，因此，本發(fā)明所用儀器簡(jiǎn)單，而且試劑消耗量小，從而降低了分析成本。
[0025] (2)操作簡(jiǎn)單、分析效率高。本發(fā)明對(duì)植物油樣本只需用少量的甲醇進(jìn)行前處理即 可采用多波長(zhǎng)紫外可見光纖光譜儀直接進(jìn)行檢測(cè)，不需要分離樣本中的各個(gè)組分，儀器操 作簡(jiǎn)單，且定量計(jì)算時(shí)間短，每個(gè)樣本只需5min，便可得出待測(cè)組分含量，從而提高分析效 率，非常適合于同類大批量樣本的快速分析，易于推廣和應(yīng)用。
【附圖說明】
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