一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法技术

本申请公开了一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法，属于光谱技术检测领域。首先获取不同氧化程度的橄榄油样本并测试过氧化值与酸价标准值；采集吸收光谱与激光诱导荧光光谱；通过光谱分析确定待选特征荧光波长；验证不同待选特征荧光波长下，荧光内滤波效应对检测结果的影响，得到最优特征荧光波长；以最优特征荧光波长下荧光强度和吸收系数、激发波长下的吸收系数、过氧化值与酸价标准值，建立橄榄油过氧化值与酸价的定量预测模型。本发明专利技术建模仅需两个波长下的吸收信号与单个波长下的荧光信号，可有效消除荧光内滤波效应对检测结果的影响，实现不同品牌橄榄油过氧化值与酸价的精确快速无损预测。无损预测。无损预测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法


[0001]本申请涉及光谱技术检测领域，特别是一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法。

技术介绍

[0002]脂质氧化是导致食用油储存和加工过程中破坏的主要方面之一，氧化严重影响其质量，例如颜色、风味、香气和营养价值变化。初榨橄榄油是通过物理冷榨从橄榄果中获得的植物油，由于其富含抗氧化剂、油酸比例高、单不饱和脂肪高、多不饱和脂肪低、酸度低、感官特性佳、对心血管系统有积极影响等优势，因此受到消费者欢迎，且价格相对于其他植物油较高。橄榄油虽然氧化稳定性高，但也容易受到氧化过程的影响。环境储存条件，如热、光和氧气暴露可以促进氧化过程。由于初榨橄榄油中固有化合物的变化，也会发生自氧化。初榨橄榄油的氧化导致初级氧化产物的形成，例如氢过氧化物，它们另外分解成二级氧化产物，如酮、醛和醇，这会导致酸败(异味)。
[0003]过氧化值(PV)与酸价(AV)是评价初榨橄榄油氧化酸败状态的主要指标。目前国标GB5009.229
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2016规定了植物油酸价的测定方法包括：冷溶剂指示剂滴定法(第一法)、冷溶剂自动电位滴定法(第二法)、热乙醇指示剂滴定法(第三法)。国标GB5009.227
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2016规定了植物油过氧化值的测定方法为：滴定法(第一法)、电位滴定法(第二法)。国标法特异性高，检测准确，但样本前处理和滴定过程繁琐，周期长，所需试剂繁多对操作人员健康和环境造成潜在风险。近年来，针对植物油氧化的快速无损检测已有比较多的报道，主要包括：电子鼻技术、近红外光谱技术、傅里叶红外光谱技术、拉曼光谱技术与荧光光谱技术。然而前几种技术对于低浓度组分的检测不太敏感，且需要复杂的光谱预处理，通过化学计量学或机器学习建立复杂的模型。而激光诱导荧光光谱技术对有机和无机化合物具有更高的灵敏度和选择性，一般不需要使用消耗性试剂和样品预处理，具有比较明显的特征荧光峰，且对于目标荧光物质通过激光诱导能够实现信号增强。
[0004]目前荧光光谱技术在植物油安全品质中的检测应用主要包括：(1)质量分级；(2)掺假监测；(3)产地溯源；(4)荧光组分定量预测；(5)热氧化与光氧化监测；(6)储藏期间质量变化评估。然在使用荧光光谱技术对食品或农产品相关品质安全进行检测时，检测效果常受样本复杂基质的影响。这种影响主要表现为荧光内滤波效应，即荧光强度和荧光团浓度之间的非线性关系。这是由于样本基质中存在大量的对光具有吸收作用的发色团，这些发色团对激发光与荧光发射光的吸收作用，导致荧光强度发生衰减、荧光特征峰的位置发生偏移。荧光内滤波效应包括：初级内滤效应与次级内滤效应。初级指的是激发光被吸收，次级又称重吸收，指的是荧光被吸收。因此开发出能够消除荧光内滤波效应的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法，对保障初榨橄榄油品质具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了消除荧光内滤波效应的影响，提出了一种基于荧光内滤效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法，建立了一种高鲁棒性的过氧化值与酸价的计算模型。
[0006]针对上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法，包括如下步骤：
[0008]S1.制备初榨橄榄油样本；
[0009]S2.测定初榨橄榄油样本的过氧化值PV与酸价AV，将测定结果作为实际值；
[0010]S3.特定激发波长下，采集一定荧光波长范围内的样本吸收光谱与荧光光谱；
[0011]S4.光谱分析：根据不同品牌橄榄油样本的荧光光谱波形，由荧光峰位置确定待选特征荧光波长；
[0012]S5.验证不同的待选特征荧光波长下，荧光内滤波效应对检测结果的影响，确定最优特征荧光波长；
[0013]S6.根据最优特征荧光波长下的荧光强度F
em
、吸收系数μ
a,em
与激发波长下的吸收系数μ
a,ex
，使用非线性最小二乘拟合，得到基于荧光内滤波效应校正后的过氧化值PV和酸价AV的定量预测模型：
[0014][0015][0016]其中，y1为过氧化值PV，a1、b1、c1、d1、e1为过氧化值PV定量预测模型的拟合参数，y2为酸价AV，a2、b2、c2、d2、e2为酸价AV定量预测模型的拟合参数；
[0017]S6.采集待测初榨橄榄油最优特征荧光波长下的荧光强度F
em
、吸收系数μ
a,em
与激发波长下的吸收系数μ
a,ex
，利用步骤S6建立的基于荧光内滤波效应校正后的过氧化值PV和酸价AV的定量预测模型，计算得到待测初榨橄榄油的过氧化值和酸价。
[0018]进一步地，所述的步骤S1中，将不同品牌初榨橄榄油装在棕色瓶中，放置在110℃的烘箱内进行加速氧化处理，在不同时间节点进行取样，冷却待用。
[0019]进一步地，所述的步骤S3中，取一定量的橄榄油样本，分别以卤钨灯与波长为375nm的激光作为光源，积分时间均为2s，平滑次数为2，获取橄榄油样本在200
‑
1000nm波长范围的荧光光谱与吸收光谱。
[0020]进一步地，所述的待选特征荧光波长包括445nm、475nm、525nm、680nm与725nm。
[0021]进一步地，所述的步骤S5包括如下具体内容：
[0022]首先对不同品牌的初榨橄榄油样本集进行划分，将其中1种品牌橄榄油作为验证集，剩余品牌橄榄油作为校正集；
[0023]以待选特征荧光波长下的荧光强度F
em
作为输入参数，分别以过氧化值PV与酸价AV作为输出参数，利用校正集建立橄榄油过氧化值与酸价的第一支持向量机回归模型；
[0024]以及，以激发波长下的吸收系数μ
a,ex
、待选特征荧光波长下的吸收系数μ
a,em
与荧光强度F
em
作为输入参数，分别以过氧化值PV与酸价AV作为输出参数，利用校正集建立橄榄油过氧化值与酸价的第二支持向量机回归模型；
[0025]利用验证集测试不同待选特征荧光波长下的第一支持向量机回归模型和第二支持向量机回归模型的效果，以相关系数与均方根误差作为评价指标，根据测试结果确定最优特征荧光波长。
[0026]进一步地，所述的最优特征荧光波长为475nm。
[0027]进一步地，所述的所述的基于荧光内滤波效应校正后的过氧化值PV和酸价AV的定量预测模型如下：
[0028][0029][0030]其中，F
em
与μ
a,em
分别为475nm下的荧光强度与吸收系数，μ
a,ex
为375nm下的吸收系数。
[0031]基于以上内容，本专利技术提出的一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法，与现有检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.制备初榨橄榄油样本；S2.测定初榨橄榄油样本的过氧化值PV与酸价AV，将测定结果作为实际值；S3.特定激发波长下，采集一定荧光波长范围内的样本吸收光谱与荧光光谱；S4.光谱分析：根据不同品牌橄榄油样本的荧光光谱波形，由荧光峰位置确定待选特征荧光波长；S5.验证不同的待选特征荧光波长下，荧光内滤波效应对检测结果的影响，确定最优特征荧光波长；S6.根据最优特征荧光波长下的荧光强度F
em
、吸收系数μ
a,em
与激发波长下的吸收系数μ
a,ex
，使用非线性最小二乘拟合，得到基于荧光内滤波效应校正后的过氧化值PV和酸价AV的定量预测模型：的定量预测模型：其中，y1为过氧化值PV，a1、b1、c1、d1、e1为过氧化值PV定量预测模型的拟合参数，y2为酸价AV，a2、b2、c2、d2、e2为酸价AV定量预测模型的拟合参数；S6.采集待测初榨橄榄油最优特征荧光波长下的荧光强度F
em
、吸收系数μ
a,em
与激发波长下的吸收系数μ
a,ex
，利用步骤S6建立的基于荧光内滤波效应校正后的过氧化值PV和酸价AV的定量预测模型，计算得到待测初榨橄榄油的过氧化值和酸价。2.根据权利要求1所述一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法，其特征在于，所述的步骤S1中，将不同品牌初榨橄榄油装在棕色瓶中，放置在110℃的烘箱内进行加速氧化处理，在不同时间节点进行取样，冷却待用。3.根据权利要求1所述一种基于荧光内滤波效应校正的初榨橄榄油过氧化值与酸价的无损测定方法，其特征在于，所述的步骤S3中，取一定量的橄榄油样本，分别以卤钨灯与波长为375nm的激光作为光源，积分时间均为2s，平滑次数为2，获取橄榄油样...

【专利技术属性】
技术研发人员：何学明，汪梦，沈飞，尤洁，杨小云，裴婧瑀，李彭，方勇，都立辉，袁建，胡秋辉，
申请(专利权)人：南京财经大学，
类型：发明
国别省市：