專(zhuān)利名稱(chēng)：食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)方法及系統(tǒng)，屬于油脂檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地溝油是指將餐廳、酒樓的剩飯、剩菜(通稱(chēng)泔水)或者將城市下水道中的油膩漂浮物經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工后提煉出來(lái)的油。此外還包括用于油炸食品的油使用次數(shù)超過(guò)一定次數(shù)后，再被重復(fù)使用或往其中添加一些新油后重新使用的油；以及從劣質(zhì)肉、內(nèi)臟等下腳料加工后提煉得到的動(dòng)物油。由此可見(jiàn)，植物來(lái)源為主的地溝油與食用油脂的主要區(qū)別在于其經(jīng)過(guò)了使用或反復(fù)使用(即經(jīng)過(guò)反復(fù)加熱)，而動(dòng)物油脂來(lái)源為主的地溝油的原料大多或部分已腐敗變質(zhì)?？傊c正常的食用油脂相比，二者的分子結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生明顯改變。地溝油屬于重大食品安全問(wèn)題，嚴(yán)重危害人民健康。不僅很多非法加工窩點(diǎn)在生產(chǎn)和銷(xiāo)售地溝油，甚至有些正規(guī)食用油企業(yè)會(huì)購(gòu)買(mǎi)后摻入到合格食用油中。公安部通報(bào)地溝油已經(jīng)被銷(xiāo)售進(jìn)入一些政府食堂和中小學(xué)餐廳等部門(mén)。但是地溝油本身來(lái)源于食用油脂，而且生產(chǎn)者還會(huì)將其精煉處理，使其符合食用油脂的目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。這就無(wú)法將地溝油和食用油脂有效區(qū)分。同時(shí)還需要快速檢測(cè)，以便現(xiàn)場(chǎng)得到鑒定結(jié)果。因此目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)有效的地溝油快速檢測(cè)方法。油脂的檢測(cè)技術(shù)主要包括傳統(tǒng)的化學(xué)分析法、同位素分析法、氣相和液相色譜法 (結(jié)合質(zhì)譜)、以及光譜掃描法(如核磁共振、紫外-可見(jiàn)、紅外、近紅外和拉曼光譜等)。通過(guò)比較后發(fā)現(xiàn)，紅外、近紅外和拉曼光譜法可以實(shí)現(xiàn)地溝油的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。三種光譜都可以提供油脂分子結(jié)構(gòu)的變化信息，但是原理并不相同。紅外和近紅外屬于吸收光譜，而拉曼屬于散射光譜。油脂分子中的C-H彎曲振動(dòng)和極性基團(tuán)(如C=O和0-H)的紅外信號(hào)強(qiáng)度高， 而不飽和基團(tuán)(如C=C和=C-H鍵)等非極性結(jié)構(gòu)的拉曼信號(hào)強(qiáng)度高。考慮到地溝油中可能含有很多種類(lèi)的油脂，而且經(jīng)過(guò)反復(fù)使用的油脂分子的非極性結(jié)構(gòu)和不飽和程度變化最為顯著，同時(shí)地溝油的存在狀態(tài)復(fù)雜多變(固態(tài)或液態(tài))，因此采用拉曼光譜更適合地溝油的特異性檢測(cè)。隨著設(shè)備制造的進(jìn)步，以前限制拉曼應(yīng)用的熒光(信噪比低)、光解、波長(zhǎng)矯正、 以及無(wú)法獲得高分辨率條帶等問(wèn)題都已得到有效解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)背景技術(shù)的缺陷，用基于拉曼原理發(fā)現(xiàn)的地溝油和食用油脂的特征指紋圖譜的顯著區(qū)別，實(shí)現(xiàn)靈敏、快速、特異性強(qiáng)的地溝油現(xiàn)場(chǎng)鑒定。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案
一種基于特征指紋圖譜的食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)方法，包括以下步驟
步驟A)，從食用油脂的拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)中，篩選得到各種食用油脂的共性拉曼特征峰，將特征峰的波數(shù)和拉曼強(qiáng)度值作為參數(shù)，建立食用油脂的拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)；
步驟B)，從地溝油的拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)中，篩選得到各種地溝油的共性拉曼特征峰，將特征峰的波數(shù)和拉曼強(qiáng)度值作為參數(shù)，建立地溝油的拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)；
步驟C)，將步驟A得到的食用油脂拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)和步驟B得到的地溝油拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比和差異顯著性分析；得到在以下五段波數(shù)范圍內(nèi)，地溝油和食用油脂特征峰的拉曼強(qiáng)度值均具有明顯差異
① 1855cm 1950cm 1,② 2200cm 1-2300cm 1,③ 2853cm 1-2856cm 1, @ 288401^-2886011'⑤ 289201^-29050^1 ；
步驟D)，在步驟C差異顯著性分析的基礎(chǔ)上，得到地溝油在上述第③、第④和第⑤波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均低于9，而食用油脂在上述第③、第④和第⑤波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均高于9，因此在上述第③、第④和第⑤波數(shù)范圍內(nèi)，將其特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均為9作為判斷地溝油和食用油脂的閾值；
同時(shí)，在步驟C差異顯著性分析的基礎(chǔ)上，得到食用油脂在上述第①、第②波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均低于I. 2，而地溝油在上述第①、第②波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均高于I. 2，因此在上述第①、第②波數(shù)范圍內(nèi)，將其特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均為I. 2作為判斷待檢測(cè)樣品是否符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)的食用油脂的閾值；
步驟E)，地溝油現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟
(1)將待檢測(cè)的油脂樣品裝入樣品槽中；
(2)采用光源照射樣品槽中的樣品，然后采用光纖探頭傳感器采集油脂樣品的拉曼信號(hào)，得到拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)；
(3)將拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)進(jìn)行基線(xiàn)調(diào)平、噪聲去除、過(guò)濾平滑處理，然后根據(jù)其總體均值進(jìn)行歸一化，得到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
(4)檢測(cè)拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)中的特征峰，提取步驟C中所述的五段波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值；
(5)將第③、第④和第⑤波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值與閾值9進(jìn)行比較，如果這三個(gè)值都低于9，說(shuō)明是純的地溝油，否則，進(jìn)入下一步驟；
(6)將第①、第②波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值與閾值I.2進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)值都等于或高于I. 2，說(shuō)明該油脂為摻入地溝油的食用油；如果這兩個(gè)值都低于I. 2，說(shuō)明樣品為符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)的食用油脂。本發(fā)明還提供一種食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)系統(tǒng)，包括光源系統(tǒng)、分光器、樣品放置箱體、測(cè)量控制單元；其中光源系統(tǒng)用于產(chǎn)生激發(fā)波長(zhǎng)為300nm-lIOOnm的激光；所述樣品放置箱體四周閉光，在其底部設(shè)置有一個(gè)樣品槽，光源系統(tǒng)產(chǎn)生的光源經(jīng)分光器處理后通過(guò)一個(gè)垂直設(shè)置于樣品放置箱體上方的管道對(duì)樣品槽進(jìn)行照射；
所述測(cè)量控制單元包括光纖探頭傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、MCU微控制器、 顯示器；其中光纖探頭傳感器設(shè)置于樣品放置箱體內(nèi)，負(fù)責(zé)采集拉曼散射光譜信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換模塊用于將光纖探頭傳感器采集的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后發(fā)送至數(shù)據(jù)緩存模塊，所述MCU微控制器從數(shù)據(jù)緩存模塊中提取緩存的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指紋圖譜后與自身存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比對(duì)，最后將處理結(jié)果輸出在顯示器上顯示。作為上述一種食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述分光器采用傅立葉變換型或聲光可調(diào)濾光器型分光器。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果A)靈敏、特異性強(qiáng)可以有效鑒定所測(cè)的樣品是純地溝油，符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的純食用油，還是摻入地溝油的食用油；
B)快速、方便操作簡(jiǎn)便，鑒定所需時(shí)間短，可以實(shí)現(xiàn)地溝油的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。


圖I是本發(fā)明的檢測(cè)方法的整體流程圖。圖2是本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
結(jié)合圖I所示，本發(fā)明檢測(cè)方法的整體流程如下
第一步，首先從食用油脂的拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)中，篩選得到各種食用油脂的共性拉曼特征峰，將特征峰的波數(shù)和拉曼強(qiáng)度值作為參數(shù)，建立食用油脂的拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)。食用油脂既有共性拉曼特征條帶，也有個(gè)性特征條帶；表I為共性特征拉曼條帶， 所有食用油脂都會(huì)分別在 1260cm_1-1275cm_1、1299cm_1-1305cm_1、1435cm_1-1450cm_1、1654 cm ^Ιθδθοηι \2853cm ^2856^ \2884cm :-2905^ \3006cm 1^OlScm 1 范圍出現(xiàn)明顯的拉曼峰。表I食用油(脂)共性的特征拉曼條帶
權(quán)利要求
1.一種基于特征指紋圖譜的食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟步驟A)，從食用油脂的拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)中，篩選得到各種食用油脂的共性拉曼特征峰，將特征峰的波數(shù)和拉曼強(qiáng)度值作為參數(shù)，建立食用油脂的拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)；步驟B)，從地溝油的拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)中，篩選得到各種地溝油的共性拉曼特征峰，將特征峰的波數(shù)和拉曼強(qiáng)度值作為參數(shù)，建立地溝油的拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)；步驟C)，將步驟A得到的食用油脂拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)和步驟B得到的地溝油拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比和差異顯著性分析；得到在以下五段波數(shù)范圍內(nèi)，地溝油和食用油脂特征峰的拉曼強(qiáng)度值均具有明顯差異① 1855cm 1950cm 1,② 2200cm 1-2300cm 1,③ 2853cm 1-2856cm 1, @ 288401^-2886011'⑤ 289201^-29050^1 ；步驟D)，在步驟C差異顯著性分析的基礎(chǔ)上，得到地溝油在上述第③、第④和第⑤波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均低于9，而食用油脂在上述第③、第④和第⑤波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均高于9，因此在上述第③、第④和第⑤波數(shù)范圍內(nèi)，將其特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均為9作為判斷地溝油和食用油脂的閾值；同時(shí)，在步驟C差異顯著性分析的基礎(chǔ)上，得到食用油脂在上述第①、第②波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均低于I. 2，而地溝油在上述第①、第②波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均高于I. 2，因此在上述第①、第②波數(shù)范圍內(nèi)，將其特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均為I. 2作為判斷待檢測(cè)樣品是否符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)的食用油脂的閾值；步驟E)，地溝油現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)步驟(1)將待檢測(cè)的油脂樣品裝入樣品槽中；(2)采用光源照射樣品槽中的樣品，然后采用光纖探頭傳感器采集油脂樣品的拉曼信號(hào)，得到拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)；(3)將拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)進(jìn)行基線(xiàn)調(diào)平、噪聲去除、過(guò)濾平滑處理，然后根據(jù)其總體均值進(jìn)行歸一化，得到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；(4)檢測(cè)拉曼掃描圖譜曲線(xiàn)中的特征峰，提取步驟C中所述的五段波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值；(5)將第③、第④和第⑤波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值與閾值9進(jìn)行比較，如果這三個(gè)值都低于9，說(shuō)明是純的地溝油；否則，進(jìn)入下一步驟；(6)將第①、第②波數(shù)范圍內(nèi)特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值與閾值I.2進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)值都等于或高于I. 2，說(shuō)明該油脂為摻入地溝油的食用油；如果這兩個(gè)值都低于I. 2，說(shuō)明樣品為符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)的食用油脂。
2.一種食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括光源系統(tǒng)、分光器、樣品放置箱體、測(cè)量控制單元；其中光源系統(tǒng)用于產(chǎn)生激發(fā)波長(zhǎng)為300nm-1100nm的激光；所述樣品放置箱體四周閉光，在其底部設(shè)置有一個(gè)樣品槽，光源系統(tǒng)產(chǎn)生的光源經(jīng)分光器處理后通過(guò)一個(gè)垂直設(shè)置于樣品放置箱體上方的管道對(duì)樣品槽進(jìn)行照射；所述測(cè)量控制單元包括光纖探頭傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、MCU微控制器、 顯示器；其中光纖探頭傳感器設(shè)置于樣品放置箱體內(nèi)，負(fù)責(zé)采集拉曼散射光譜信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換模塊用于將光纖探頭傳感器采集的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后發(fā)送至數(shù)據(jù)緩存模塊，所述MCU微控制器從數(shù)據(jù)緩存模塊中提取緩存的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指紋圖譜后與自身存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比對(duì)，最后將處理結(jié)果輸出在顯示器上顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述分光器采用傅立葉變換型或聲光可調(diào)濾光器型分光器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種食用油脂與地溝油的分類(lèi)檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)。該檢測(cè)方法首先建立食用油脂與地溝油的拉曼指紋圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過(guò)比對(duì)得到食用油脂與地溝油在五段波數(shù)范圍內(nèi)，其特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值均具有明顯差異，以及差異的閾值；在實(shí)際檢測(cè)中，通過(guò)提取被檢測(cè)樣品在這五段波數(shù)范圍內(nèi)的特征峰的拉曼強(qiáng)度最大值，將其與差異閾值比較，得出被檢測(cè)樣品的種類(lèi)。本發(fā)明的分類(lèi)檢測(cè)系統(tǒng)包括光源系統(tǒng)、分光器、樣品放置箱體、測(cè)量控制單元。本發(fā)明具有靈敏、特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以有效鑒定所測(cè)的樣品是純地溝油，符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的純食用油，還是摻入地溝油的食用油；同時(shí)操作簡(jiǎn)便，鑒定所需時(shí)間短，可以實(shí)現(xiàn)地溝油的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/65GK102590172SQ20121001711
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者周光宏, 徐幸蓮, 邵俊花, 鄒玉峰 申請(qǐng)人:鄒玉峰