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傅里叶变换红外光谱技术在芝麻油真伪鉴别、掺伪与品质分析中的应用

杨佳  
【摘要】:我国是植物油的消费大国,大豆油、葵花籽油、花生油、菜籽油、芝麻油等在人们日常膳食中发挥着重要作用。因此,其质量优劣直接关系到人们的身体健康。然而,近年来出现的食用油安全问题,使得油脂质量分析面临前所未有的挑战,迫切需要开发快速、可靠的油脂分析方法。本论文利用红外光谱简单、快速、无损的优点,研究傅里叶变换近红外光谱技术(FTNIR)在芝麻油真伪鉴别与掺假分析中的应用方法。 1.应用FTNIR结合化学计量学建立芝麻油真伪鉴别方法。针对市场上存在芝麻油伪品的现象,本论文利用气相色谱(GC)分析了86个食用油样品的棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生酸等6种脂肪酸含量,并认定其中29个芝麻油,57个其他植物油。同时利用FTNIR采集了上述样品的红外谱图,经谱图处理,分别采用簇类独立软模式识别技术(SIMCA)以及人工神经网络(ANN)两种化学计量学方法建立了真伪芝麻油的定性鉴别模型。两个模型经过验证,鉴别结果与GC分析的结果一致,正确识别率均为100%。由于FTNIR与GC相比快速、简便,因此,FTNIR方法为芝麻油真伪鉴别提供了一种新的解决方法。 2.应用FTNIR结合化学计量学建立芝麻油掺伪分析方法。针对市场上芝麻油中经常出现低价油掺伪现象,本论文首先采用主成分分析(PCA)分析了芝麻油、大豆油掺芝麻油伪品以及葵花籽油掺芝麻油伪品的红外谱图,经标准化(SNV)预处理,在4000~8000cm-1范围内,PCA的得分图中可以得出:芝麻油与分别掺入7%的二元混合物可以分为3类。以此为基础,采用偏最小二乘法(PLS)分别建立快速测定大豆油或葵花籽油掺入芝麻油的掺伪量的分析模型,模型经过验证,其预测标准差(SEP)分别为1.027、1.103,当掺伪量为10%时,其预测结果的相对误差均在±7%之间,所得结果较为满意。表明利用FTNIR结合PLS法可以用于掺伪芝麻油的定性定量分析。 3.应用FTNIR结合PLS法定量分析食用植物油中主要脂肪酸含量。由于不同植物油中脂肪酸组成和含量存在一定差异,本论文利用FTNIR采集了99种植物油样品(大豆油30种,,花生油13种,葵花籽油20种,芝麻油36种)的红外谱图,经归—化等6种不同方法进行谱图预处理,并结合PLS法得到棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生酸等6种脂肪酸的定量分析模型,模型的校正相关系数R2分别为0.9206、0.8723、0.9870、0.9992、0.9461、0.9595,其预测标准偏差(SEP)分别为0.7390、0.8700、1.0974、0.7573、0.7092、0.0849。研究结果表明利用FTNIR结合化学计量学可以为植物油脂中主要脂肪酸的快速定量分析提供一种新方法。 综上所述,FTNIR结合化学计量学可以用于芝麻油真伪鉴别、芝麻油掺伪以及品质分析的快速分析方法。


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