一种基于积分球技术的橄榄油脂肪酸快速检测方法与流程

专利2022-05-10  1



1.本发明属于农产品检测技术领域,尤其涉及一种橄榄油脂肪酸的快速检测方法。


背景技术:

2.橄榄油是从新鲜油橄榄果实经过压榨离心后一系列步骤提取而得到的一种高档食用植物油,富含不饱和脂肪酸(油酸占55%~83%)、多酚以及维生素等多种营养物质,具有抗氧化、预防癌症、预防心脑血管疾病、调节胆固醇和调节人体生理机能等诸多作用。每年橄榄油行业的产值在110亿元左右,商业价值较为高昂。橄榄油中的脂肪酸含量对于橄榄油的品质具有重要意义,脂肪酸含量不仅可以鉴定植物油的种类,而且还可以作为掺假的技术指标。
3.目前用于橄榄油脂肪酸检测的方法主要有气相色谱法(gc)、气相色谱

质谱法(gc

ms)等。已有的相关检测专利及标准中,有橄榄油中脂肪酸烷基酯含量测定气相色谱

质谱法(bjs 202105),以及动植物油脂酸值测定(gb 5009.229

2016),前者通过气相色谱串联质谱进行测量,过程较为繁琐,后者通过紫外分光光度记法测量,同样具有繁琐的前处理过程。
4.目前的光学参数测量技术有空间分辨技术、时间分辨技术、频域分辨技术、积分球技术。积分球技术是目前公认测量最精准的技术,且组成简单、成本较低。根据前人的研究,吸收系数主要与化学成分有关,约化散射系数主要与组织结构有关。具有操作简单,检测速度快等优点,在茶叶、水果、谷物等的化学成分检测中得到了广泛的应用。同样适合于一些挥发性有机化合物的痕量检测,目前在植物油鉴定以及参杂领域以经得到了一定的应用。建立基于积分球技术的脂肪酸

光学性质模型,可以在不损害橄榄油品质的前提下实现对于橄榄油脂肪酸含量的快速预测,对于橄榄油的快速检测有重要意义。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种基于积分球技术的的橄榄油脂肪酸快速检测方法,解决上述背景技术中糙米发芽过程中存在的问题以及现有技术的不足之处。
6.本发明是这样实现的,一种基于积分球技术的的橄榄油脂肪酸快速检测方法,该方法包括以下步骤:
7.(1)定量选取市场上不同品牌橄榄油,采取积分球光学系统获取其吸收与散射光学性质。
8.(2)依据酯交换法甲基脂化后采用气相色谱

串联质谱法测量橄榄油脂肪酸值。
9.(3)采用matlab r2010b建立脂肪酸值的偏最小二乘回归(partial least square regression,plsr)模型。3/4的样本用于建模,剩下1/4的样本用于预测。模型的性能用rp和rmsep进行评估。
10.在优选的实施方式中,所述步骤(1)中选取8g橄榄油装于10ml玻璃皿内。
11.在优选的实施方式中,所述步骤(2)中称取油样0.50g于20ml的具塞试管中,加入
5ml氢氧化钠

甲醇溶液(0.5mol/l)摇匀,在常温或25℃水浴下反应40min,取出后加入5ml石油醚,摇匀,静置20min 后加入5ml超纯水,吸取上层有机相于离心管中,加无水硫酸钠干燥,离心,稀释后进样分析。
12.在优选的实施方式中,所述步骤(3)中测定400~1050nm样本的漫反射率rt和漫透射率tt,积分时间为200ms,窗口平滑宽度为12nm,采样平均次数为20次。
13.在优选的实施方式中,所述步骤(3)中由于is技术在反向迭代求解光学特性参数时,未考虑光在积分球内的损失,直接过分估计光的吸收,造成吸收系数偏高,约化散射系数偏低,所以在后续分析中,仅保留分析340~550nm波段的光学性质与脂肪酸值的关系。
14.在优选的实施方式中,所述步骤(3)中
[0015][0016]
(1)式中:μ
a
为吸收系数/(cm
‑1或mm
‑1);i为透过纯吸收介质的光强;i0为入射光光强;d为纯吸收介质的厚度或路径长/(cm或mm)。
[0017][0018]
(2)式中:μs为散射系数/(cm
‑1或mm
‑1);i为准直透过散射介质的光强;i0为入射光光强;d为散射介质的厚度或路径长/(cm或mm)。
[0019]
μ

s
=μ
s
(1

g)
[0020]
(3)式中:μ’s为约化散射系数/(cm
‑1或mm
‑1);g为各向异性因子,定量描述单个散射发生后,保持向前传播的那部分光子数,取值范围为[

1,1]。
[0021]
在优选的实施方式中,所述步骤(3)中划分依据参照kennard

stone算法挑选,原理如下:(1)计算所有样本两两之间欧式距离,值最大的两个样本分别标记样本1和样本2,归入验证集;
[0022]
(2)计算所有剩余样本与验证集已有样本的欧氏距离,距离值最小的样本3归入验证集;
[0023]
(3)寻找剩余所有样本分别与样本1,样本2和样本3对应的最小欧式距离的样本,再分别对比这三个对应的样本,欧氏距离相对最大的进入验证集,设为样本4;
[0024]
(4)重复操作,直至选出目标验证集数目样本。
[0025]
相比于现有的橄榄油脂肪酸检测的方法存在的缺点或不足,本发明的优点在于:
[0026]
使用积分球系统对不同橄榄油脂肪酸值进行检测前处理简洁,几乎不需要过多的前处理,可以高效快捷的进行检测大批量检测。在不损害橄榄油品质的情况下高效快速的速出橄榄油中脂肪酸含量。
附图说明
[0027]
图1是橄榄油不同波段吸收系数。
[0028]
图2、图3是亚油酸以及棕榈酸的建模集以及预测集图。
[0029]
图4是建模过程中lvs与rmse值关系变化图。
具体实施方式
[0030]
现结合以下实施例对本发明做进一步的说明,所述实施例,只是对本发明起到解释与说明的作用,并不能限定本发明。凡是在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
[0031]
实施例1
[0032]
1、原料选取
[0033]
选取来自陇南地区不同品牌橄榄油,选取8g橄榄油装于10ml玻璃皿内;
[0034]
脂肪酸含量确定
[0035]
称取油样0.50g于20ml的具塞试管中,加入5ml氢氧化钠

甲醇溶液(0.5mol/l)摇匀,在常温或 25℃水浴下反应40min,取出后加入5ml石油醚,摇匀,静置20min后加入5ml超纯水,吸取上层有机相于离心管中,加无水硫酸钠干燥,离心,稀释后进样分析;
[0036]
3、matlab模型建立
[0037]
建立偏最小二乘回归(partial least square regression,plsr)模型。3/4的样本用于建模,剩下1/4的样本用于预测。模型的性能用rp和rmsep进行评估;
[0038]
实施例2
[0039]
该实施例与上述实施例1基本相同,差别之处在于:
[0040]
在步骤2中,加入8ml氢氧化钠

甲醇溶液(0.5mol/l)摇匀。
[0041]
实施例3
[0042]
该实施例与上述实施例1基本相同,差别之处在于:
[0043]
在步骤2中,在常温或25℃水浴下反应30min。
[0044]
对比实施例
[0045]
选取实施例1~3中不同参数条件下脂肪酸建模参数与lvs值进行对比分析。
[0046]
结果如图1~3所示,图1是不同橄榄油在不同波段下的吸收值,从中可以看出样品间重合性较高。图2、图3分别是亚油酸、棕榈酸的建模效果图,模型整体相关性较为理想。图4为rmse值与lvs值的关系分布图,选取其中标注点作为建模参数,此时相对效果较好。
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