一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法技术

本发明专利技术公开了一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法，涉及增强拉曼和深度学习领域。本发明专利技术首先通过罗丹明6G来验证金纳米星作为SERS基底的有效性，然后通过金纳米星溶液与待测溶液混合实现对微量物质的检测，最后将测得的光谱和降维后的光谱输入到建立的模型中，可以快速实现对增塑剂的定性和定量，相比于现有的其他检测手段，具有检测速度快、抗水干扰和制备成本低等优点。抗水干扰和制备成本低等优点。抗水干扰和制备成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法


[0001]本专利技术涉及橄榄油中外源物质鉴别
，尤其是一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法。

技术介绍

[0002]邻苯二甲酸酯(PAEs)是塑料工业中常用的增塑剂。广泛应用于食品包装、化妆品、医疗用品、玩具和建筑材料等行业。近年来邻苯二甲酸盐的消费量有所增加，由于其慢性毒性，已引起国际社会的广泛关注。研究表明，PAEs会影响男性的生殖系统，睾丸萎缩和DNA损伤等；同时，PAEs会破坏女性的卵泡生长模式并导致卵泡死亡，对女性的生育能力和生殖健康造成危害。由于PAEs不与塑料聚合物链共价结合，因此，PAEs可以从塑料容器迁移到产品中，包括瓶装水、油性食品、牛奶、饮料和食用油，从而被人体吸收，影响人类的健康。食用油和矿泉水分别被认为是具有代表性的脂肪食品和水性食品，由于PAEs是亲脂性溶液，因此，相比于矿泉水，PAE更容易从包装物迁移到食用油中。
[0003]传统上，食用油中的PAEs的检测方法是基于高效液相色谱法和气相色谱
‑
质谱分析法等。然而，这些方法需要专业的技术人员，复杂和耗时的样品制备过程等原因限制了它们的广泛应用。拉曼光谱分析是一种基于拉曼散射效应和分子振动的光谱分析方法，可以提供样本丰富的指纹信息，具有快速、无损、抗水干扰和操作方便等优点。但由于普通拉曼散射强度较低，只能在固体样品或高浓度水溶液中测量拉曼光谱。因此，普通拉曼光谱难以进行微量化学分析。当样品吸附在纳米粗糙度的金属(如金或银)结构表面时，由于表面的等离子体共振效应而具有强局域电磁场，样品分子的拉曼信号会大大增强，称为表面增强拉曼散射(SERS)。高灵敏度、快速和便利性使SERS成为一种热门的研究分析方法。
[0004]SERS的性能主要取决于SERS基底的电磁场增强特性，即所谓的热点。由于SERS现象的复杂性，目前没有统一的底物来检测所有不同的分析物。衬底的尺寸、形状和组成对SERS技术实现拉曼增强至关重要。不同的底物产生不同的增强因子(EFs)，这通常用于描述SERS底物的活性。由于尖锐的边缘、尖端和突起，各向异性的金纳米颗粒可以产生更强的局域电磁场来增强SERS。金纳米星(AuNSs)是一种具有星形形态的各向异性等离子体金纳米材料，从固体球形纳米颗粒中突出几个纳米级的分支或突起，是近年来研究的热点。然而，对SERS进行分析仍然是一个挑战，由于光谱的复杂性和细微变化，SERS光谱仍然难以人工分析和识别。

技术实现思路

[0005]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法，采用SERS结合长短时记忆(LSTM)神将网络，可以快速实现对增塑剂的定性和定量，相比于现有的其他检测手段，具有检测速度快、抗水干扰和制备成本低等优点。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1、制备金纳米星溶液，获得罗丹明6G水溶液的SERS谱，验证金纳米星作为SERS基底的有效性；
[0008]步骤S2、获得邻苯二甲酸二丁酯乙醇混合溶液(DBP
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ETH)和邻苯二甲酸二(2
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乙基己基)酯乙醇混合溶液(DEHP
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ETH)的SERS谱，获得特级初榨橄榄油溶液(EVOO)、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液(DBP
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EVOO)和邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯特级初榨橄榄油混合溶液(DEHP
‑
EVOO)的SERS谱，并将SERS数据划分为训练集、验证集和测试集；
[0009]步骤S3、搭建对EVOO、DBP
‑
EVOO和邻DEHP
‑
EVOO的LSTM定性模型，搭建对DBP
‑
ETH、DEHP
‑
ETH、DBP
‑
EVOO和DEHP
‑
EVOO中增塑剂的LSTM定量模型；
[0010]步骤S4、选择1000
‑
1800cm
‑1波段EVOO、DBP
‑
EVOO和DEHP
‑
EVOO的SERS数据输入到LSTM定性模型中，经过训练，对增塑剂进行定性，选择1000
‑
1800cm
‑1波段DBP
‑
ETH、DEHP
‑
ETH、DBP
‑
EVOO和DEHP
‑
EVOO的SERS数据输入到LSTM定量模型中，经过训练，对增塑剂进行定量；
[0011]步骤S5、使用t分布
‑
随机邻近嵌入(t
‑
SNE)对1000
‑
1800cm
‑1波段的光谱数据进行降维，将降维后的数据输入LSTM定性模型和LSTM定量模型(t
‑
SNE
‑
LSTM)中分别进行定性和定量。
[0012]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S1中金纳米星溶液的制备过程如下:
[0013]A、先采用柠檬酸钠还原法制备金纳米种子溶液，将100mL去离子水加热至沸点，再加入6μL氯金酸溶液和5mL1％柠檬酸钠水溶液，将混合物加热并不断搅拌40min，最终溶液变成酒红色；
[0014]B、在不断搅拌的情况下，将10μL氯金酸溶液、500μL金纳米种子溶液、220μL1％的柠檬酸钠溶液和4mL30mM的对苯二酚溶液依次加入到100mL去离子水中，在室温下将混合溶液搅拌30min，最终溶液变成蓝色；
[0015]C、将步骤B中获得的蓝色溶液装进离心管中，用离心机在8000rpm离心20min，丢弃上清液并将剩余的溶液在4℃下保存备用。
[0016]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤S2的具体步骤为：
[0017]步骤S21、制备DBP
‑
ETH、DEHP
‑
ETH、DBP
‑
EVOO和DEHP
‑
EVOO，先制备1000mg/kg的浓度，再分别使用乙醇和特级初榨橄榄油对1000mg/kg的浓度进行稀释，最终制备多种不同浓度的DBP
‑
ETH、DEHP
‑
ETH、DBP
‑
EVOO和DEHP
‑
EVOO；
[0018]步骤S22、DBP
‑
ETH、DEHP
‑
ETH、DBP
‑
EVOO和DEHP
‑
EVOO的SERS测量，步骤如下：
[0019]1)DBP
‑
ETH、DEHP
‑
ETH的SERS测量：分别将500μL DBP
‑
ETH、DEHP
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1、制备金纳米星溶液，获得罗丹明6G水溶液的SERS谱，验证金纳米星作为SERS基底的有效性；步骤S2、获得邻苯二甲酸二丁酯乙醇混合溶液和邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯乙醇混合溶液的SERS谱，获得特级初榨橄榄油溶液、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液和邻苯二甲酸二(2
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乙基己基)酯特级初榨橄榄油混合溶液的SERS谱，并将SERS数据划分为训练集、验证集和测试集；步骤S3、搭建对特级初榨橄榄油溶液、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液和邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯特级初榨橄榄油混合溶液的长短时记忆定性模型，搭建对邻苯二甲酸二丁酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液和邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯特级初榨橄榄油混合溶液中增塑剂的长短时记忆定量模型；步骤S4、选择1000
‑
1800cm
‑1波段特级初榨橄榄油溶液、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液和邻苯二甲酸二(2
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乙基己基)酯特级初榨橄榄油混合溶液的SERS数据输入到长短时记忆定性模型中，经过训练，对增塑剂进行定性，选择1000
‑
1800cm
‑1波段邻苯二甲酸二丁酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液和邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯特级初榨橄榄油混合溶液的SERS数据输入到长短时记忆定量模型中，经过训练，对增塑剂进行定量；步骤S5、使用t分布
‑
随机邻近嵌入对1000
‑
1800cm
‑1波段的光谱数据进行降维，将降维后的数据输入长短时记忆定性模型和长短时记忆定量模型中分别进行定性和定量。2.根据权利要求1所述的一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法，其特征在于：所述步骤S1中金纳米星溶液的制备过程如下：A、先采用柠檬酸钠还原法制备金纳米种子溶液，将100mL去离子水加热至沸点，再加入6μL氯金酸溶液和5mL1％柠檬酸钠水溶液，将混合物加热并不断搅拌40min，最终溶液变成酒红色；B、在不断搅拌的情况下，将10μL氯金酸溶液、500μL金纳米种子溶液、220μL1％的柠檬酸钠溶液和4mL30mM的对苯二酚溶液依次加入到100mL去离子水中，在室温下将混合溶液搅拌30min，最终溶液变成蓝色；C、将步骤B中获得的蓝色溶液装进离心管中，用离心机在8000rpm离心20min，丢弃上清液并将剩余的溶液在4℃下保存备用。3.根据权利要求2所述的一种对特级初榨橄榄油中的增塑剂定性和定量研究方法，其特征在于：所述步骤S2的具体步骤为：步骤S21、制备邻苯二甲酸二丁酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二(2
‑
乙基己基)酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液和邻苯二甲酸二(2
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乙基己基)酯特级初榨橄榄油混合溶液，先制备1000mg/kg的浓度，再分别使用乙醇和特级初榨橄榄油对1000mg/kg的浓度进行稀释，最终制备多种不同浓度的邻苯二甲酸二丁酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二(2
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乙基己基)酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液和邻苯二甲酸二(2
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乙基己基)酯特级初榨橄榄油溶液；
步骤S22、邻苯二甲酸二丁酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二(2
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乙基己基)酯乙醇混合溶液、邻苯二甲酸二丁酯特级初榨橄榄油混合溶液和邻苯二甲酸二(2
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乙基己基)酯特级初榨橄榄油混合溶液的SERS...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴希军，马仁琪，罗浩，徐宝然，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：