同步-异步二维中红外相关谱检测掺假芝麻油
来源:    发布时间: 2018-10-23 11:06   1315 次浏览   大小:  16px  14px  12px
  将同步-异步二维中红外相关谱和多维偏最小二乘判别法相结合定性分析掺假芝麻油。 分别配置40个纯芝麻油和含有玉米油不同体积分数(3%~60%)的掺假芝麻油样品40个。 室温下, 分别采集所有样品的常规一维中红外光谱(650~4 000 c
  将同步-异步二维中红外相关谱和多维偏最小二乘判别法相结合定性分析掺假芝麻油。 分别配置40个纯芝麻油和含有玉米油不同体积分数(3%~60%)的掺假芝麻油样品40个。 室温下, 分别采集所有样品的常规一维中红外光谱(650~4 000 cm-1)。 在研究纯芝麻油和掺假芝麻油的一维中红外光谱的基础上, 以芝麻油中掺假的玉米油浓度为外扰, 进行相关计算, 得到同步和异步二维中红外相关谱矩阵, 并对其进行标准化。 分别提取标准化的同步和异步二维中红外相关谱主对角线上部分和下部分元素进行融合, 得到同步-异步二维中红外相关谱矩阵。 在此基础上, 分别基于同步-异步二维中红外相关谱矩阵、 同步二维中红外相关谱矩阵和异步二维中红外相关谱矩阵建立了三个定性分析掺假芝麻油的多维偏最小二乘判别模型对预测集未知样品进行预测, 其识别正确率分别为100%, 96.2%和96.2%。 结果表明: 相对于同步和异步二维中红外相关谱, 同步-异步二维中红外相关谱不仅包含了完整的掺假油特征信息, 而且剔除了冗余信息, 因此能取得更好的判别结果。
  重庆芝麻油含有丰富的不饱和脂肪酸、 氨基酸、 维生素, 以及人体所必需的铁、 锌、 铜等微量元素, 深受广大消费者喜爱, 其价格远高于市场上其他种类植物油。 正因为如此, 多年来市场上出现了大量的假芝麻油, 一些供应商向芝麻油中添加玉米油、 大豆油等低价的植物油来冒充芝麻油牟取利润, 欺诈消费者, 而这一现象的持续后果, 导致了国内芝麻种植产业链出现危机。 因此, 寻找一种快速、 准确检测芝麻油品质的方法具有重要意义。
  目前检测掺假植物油的方法有气相色谱法[1]、 液相色谱法[2]和光谱法[3]。 但就便捷性而言, 基于光谱的方法具有明显的优势。 前期研究者应用中红外光谱技术, 采用分型维数特征、 模式识别等方法研究了一维谱, 以获取掺假的芝麻油光谱特征[4-5], 但这些方法无法有效提取掺假油的更多光谱特征信息。 二维中红外相关谱技术相对于一维中红外光谱可以更有效的提取复杂体系中微弱变化的特征信息[6-7]。 近年来, 我们课题小组分别研究了牛奶和掺杂牛奶的同步、 异步二维相关谱矩阵, 将描述随外扰变化“相似性”信息的同步谱或“差异性”信息的异步谱构建模型, 实现了掺杂牛奶的检测[8-13]。 但必须指出, 单独使用同步相关谱或单独使用异步相关谱进行建模都有其局限性: 一方面, 信息不完整(分别来自“相似性”和“差异性”); 另一方面, 同步谱关于主对角线对称, 异步谱关于主对角线反对称, 所以同步和异步矩阵谱中存在冗余的信息。
  为此, 我们将同步相关谱矩阵与异步相关谱矩阵进行融合, 得到同步-异步二维相关谱矩阵, 该矩阵既包含了完整的信息, 同时也剔除了同步谱和异步谱中冗余的信息。 将该矩阵应用多维偏最小二乘判别法进行建模分析, 取得较好的判别结果, 该方法在国内尚未见报道。
  1 实验部分
  1.1 仪器与材料
  采用Spectrum GX型傅里叶变换红外光谱仪, 在650~4 000 cm-1范围扫描样品的衰减全反射(ATR)光谱, 分辨率4 cm-1, 每个样本扫描16次平均后作为使用光谱。
  实验所用的纯芝麻油和纯玉米油均为金龙鱼牌, 并购于当地超市。 量取不同体积的玉米油并添加到纯芝麻油中, 配置40个掺假芝麻油, 其体积分数范围为3%~60%。 通过人工搅拌, 使添加的玉米油均匀分布在芝麻油中。 同时, 配置40个纯芝麻油样品。http://www.cqftyz.com/