食用油儲存期品質(zhì)變化的太赫茲光譜無損識別

1、第 食用油儲存期品質(zhì)變化的太赫茲光譜無損識別-330. :/ 作為人體的三大營養(yǎng)源之一，食用油脂的品質(zhì)好壞1與人體健康有直接的關(guān)系。對于將地溝油、潲水油、工業(yè)油脂等用于食品加工生產(chǎn)從而引發(fā)的食品平安問題，已得到國家有關(guān)部門的高度重視和嚴厲打擊，但消費者收稿日期：2023-10-30基金工程：國家自然科學基金青年科學基金工程；“十三五國家重點研發(fā)方案重點專項2023023-0第一作者簡介：楊雨菲1996-ORCID:0000-0003-0725-708X，女，碩士研究生，主要從事光譜快速檢測研究。E-mail:yangyf0919163 某通信作者簡介：劉翠玲1963-ORCID:0000-00

2、02-5461-2227，女，教授，博士，主要從事智能測量技術(shù)與數(shù)據(jù)處理研究。E-mail: 食品科學平安檢測2023,Vol.42,No.12249往往忽略了食用油脂在儲存及使用過程中，同樣存在儲存期油品新鮮程度和食用性判別的詳細報道。因此利著平安隱患。在食用油儲存過程中，由于受到外界水用太赫茲光譜技術(shù)分析貯存期不同氧化程度表達食用油分、溫度、光照、空氣等的影響，油脂中不飽和脂肪脂品質(zhì)的變化情況很有必要。酸與氧氣發(fā)生氧化反響，產(chǎn)生一系列過氧化脂質(zhì)。過氧本研究以常用品種的食用油為原材料，依據(jù)食用油化脂質(zhì)在體內(nèi)積累，還會破壞體內(nèi)細胞的結(jié)構(gòu)和正常生氧化的規(guī)律和標準，采用太

3、赫茲時域光譜技術(shù)，建立食理功能2-5。油脂在儲藏過程中因儲藏條件的不同氧化程用油品質(zhì)評判的定性分析模型，以期為快速無損鑒別食度和速度也不同，評價食用油品的品質(zhì)通常采用過氧化用油氧化品質(zhì)提供參考。值：新鮮的油脂其過氧化值小于1.2mmol/kg；過氧化值在1.22.4mmol/kg之間時，感官檢驗無異常；過氧化1材料與方法值高于4.0mmol/kg時，油脂出現(xiàn)辛辣味；過氧化值超過6.0mmol/kg較多時，人們食用后可出現(xiàn)嘔吐、腹瀉等中毒病癥6-81.1。材料實驗樣本為不同氧化程度的玉米油、大豆油、菜籽目前，在食用油脂檢測技術(shù)方面，常見的檢測技術(shù)油共48個，由北京糧食科學研究院提供。本研究將過氧

4、有氣相色譜法、液相色譜法9-10、色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析法11化值小于1.2mmol/kg的油脂定義為新鮮油；過氧化值在1.22.4mmol/kg之間的油脂定義為可食用油；過氧化等，這些方法檢測精度較高，但在樣品提純、萃取等預處理技術(shù)方面十分復雜，且后期的檢測條件苛刻，檢測值大于2.4mmol/kg的油脂定義為不宜食用油，每一類油周期較長。近年來，太赫茲光譜技術(shù)因其輻射具有較長選取16個樣本作為研究對象。油品均成淺黃色透明狀液的波長和良好的穿透特性而得到了迅速的開展。同時，體，在宏觀上無明顯差異。1.2儀器與設(shè)備太赫茲時域光譜在反映分子集體振動模式、分子間相互作用方面具有顯著優(yōu)勢，可提供更多關(guān)于被

5、測物分子的TeraPulse4000太赫茲脈沖光譜儀；并且與紅外、拉曼檢測英國劍橋TeraView公司。工作時儀器參數(shù)設(shè)置如下：Terahertz光技術(shù)相比，太赫茲光譜的探測性能更加靈敏、信噪比更源：激光門控光電導體半導體發(fā)射器；激光器：超短脈沖高，可同時獲得樣本的色散和吸收信息14-15。太赫茲技術(shù)可作為拉曼和紅外的互補手段，不僅能獲得分子中官能光纖激光器；掃描范圍：02400ps；快速掃描：30次/s，光譜分辨率1.2cm-1；光譜測量范圍在2133cm-1團的振動和轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)信息，還可以用于研究分子結(jié)構(gòu)0.064THz之間，信噪比最高到達70dB。和成分鑒別?；谝陨险撌觯狙芯窟x用太赫

6、茲技術(shù)檢光譜采集由太赫茲脈沖光譜儀配備的單晶硅衰減全反射attenuatedtotalreflection，ATR模塊完成。ATR動態(tài)信息或鑒別分子類型12-13測食用油脂具有很高的理論可行性。Ung等16率先采用太赫茲時域光譜技術(shù)檢測了加熱和能夠測量固體和液體樣本，具有采樣面積小、樣品量小未加熱的花生油，觀測到花生油吸收峰位于11.6THz等優(yōu)點，并且樣品制備和采集方式簡單。它的工作范圍之間，加熱后的吸收更強，應用太赫茲技術(shù)論證了溫度在10120cm-1左右的電磁頻譜區(qū)域內(nèi)，入射角35。變化對油品組分的影響。李利龍等17通過比擬7種植物輔助設(shè)備：JHY-H-1000L型恒溫恒濕試驗箱，溫度油

7、、2種調(diào)和油特征吸收參數(shù)吸收峰的差異，驗證了脂類有機大分子對太赫茲輻射具有差異性吸收，具備在太赫范圍-40150，溫度波動度0.5，相對濕度20%98%，本實驗設(shè)置相對濕度為55%。茲波段的識別根底，可通過太赫茲技術(shù)進行鑒別和定性1.3分析。廉飛宇等18太赫茲光譜采集采用太赫茲時域光譜檢測系統(tǒng)，探究太赫茲光譜易受溫度影響，在不同溫度下會顯現(xiàn)出4種食用油在波段為0.21.6THz的延遲特性和折射率特不完全相同太赫茲時域譜信息，所以本研究將食用油樣性，通過化學計量學方法精準鑒別出食用油的種類。聶研究了食用油的衰減全反射式太赫茲時域光譜品放置在溫度和光線恒定的室內(nèi)進行實驗，環(huán)境溫度為22，以盡量降低

8、溫度帶來的噪聲影響。由于水對太特性，其實驗測量結(jié)果與食用油組分含量理論計算值相赫茲波存在極強的吸收，因此實驗的結(jié)果很大程度受實吻合，可認為太赫茲波段食用油的吸收峰與其脂肪酸分子種類和含量有關(guān)。以上研究成果說明：油脂類有機大驗環(huán)境濕度的影響，所以實驗過程中，用空氣壓縮機對TeraPulse4000光譜儀腔體進行持續(xù)吹掃，以去除空氣中分子對太赫茲輻射具有差異性吸收，具備在太赫茲波段水蒸氣對實驗數(shù)據(jù)的影響20。美彤等19的識別根底，可通過太赫茲技術(shù)進行油品鑒別和定性分在正式測定之前，要先確保ATR晶體上未放置任何析。雖然國內(nèi)外眾多研究機構(gòu)在探索油脂品質(zhì)和問題油樣品并且干凈無污染，再通過ATR采集空氣

9、得到參考信脂的檢測方法方面取得了一定的進展，但大多將太赫茲號，最后依次采集所有樣品的太赫茲衰減全反射光譜。技術(shù)用于食用油種類鑒別和組分研究，鮮有用該技術(shù)對為保證對各樣本有同樣的吸收度，采用移液槍逐一取樣2502023,Vol.42,No.12食品科學平安檢測取樣量統(tǒng)一為600L，采集樣本期間，為防止樣本1.4.2間的交叉污染，每采集完一份樣本，78%乙醇溶液反復擦拭與樣本有接觸的部位，確保不會有上一樣本的液體采用歐氏距離匹配euclideandistancematching，EDM法對氧化食用油樣本間的真實距離進行識別和分殘留再進行下一樣本的采集。析，該方法為一種聚類分析方法，同一類樣本間距離

10、最1.4小，可自動聚為一類29。1.4.3線性判別分析法1.4.1數(shù)據(jù)分析方法光譜數(shù)據(jù)預處理方法歐氏距離匹配法光學常數(shù)是表征物質(zhì)宏觀光學性質(zhì)的重要物理量。線性判別分析lineardiscriminantanalysis，LDA在從采集到的太赫茲光譜的時域波形中提取光學常數(shù)是一種判斷個體所屬類別的統(tǒng)計方法，對待測的訓練前，需要利用快速傅里葉變換將參考信號和樣本的時域光譜進行轉(zhuǎn)換，得到對應的頻域光譜，進而利用頻域信號的幅值和相位實部和虛部信息計算得到所需的光學常數(shù)21。此外，在獲得信號頻域譜的過程中，為防止信號數(shù)據(jù)開頭和結(jié)尾不連續(xù)造成信號頻譜顯示的失真，必須對信號執(zhí)行一個切趾加窗的過程，減少時域信

11、號截斷所帶來的誤差。切趾函數(shù)的種類多樣，比方Boxcar用于高分辨率，BlackmanHarris用于高信噪比22-23，本研究選擇最常用的HappGenzel，因為它兼顧了信噪集樣本進行投影，使樣本投影到一條直線上，最終相似樣本的投影點盡可能接近，不同樣本的投影點盡可能遠離。分類規(guī)那么建立后判別測試集樣本，將其投影到同一條直線上，并根據(jù)投影點的位置確定新樣品的類別。該類判別方法屬于一種分類方法，需用于建模和預測模型性能的待測樣本所屬類別30-31。22.1結(jié)果與分析儲存條件對食用油氧化性的影響比和分辨率。太赫茲光譜分析中常用的光學常數(shù)是折射樣本儲存條件及水分含量對其過氧化值的影響率和吸光系數(shù)。折射率是光在真空中的傳播速度與光在如圖1所示，除光照實驗樣本外制備過程均在恒溫恒濕實該介質(zhì)中的傳播速度之比，可以通過不同樣本在時域驗箱中進行。厚度的吸光度。折射率n和吸收系數(shù)計算如式1和2所示：cn1d14n2lndn122/mmo1/kg信號上的延遲反映出來；吸收系數(shù)定義為該樣本單位10A/h在空氣中的傳播系數(shù)；所涉及的和變量為樣本的頻域