基于多光谱技术与光学层析方法的地沟油特征研究

摘要

近年来，随着中国经济的快速发展，越来越多的人们将地沟油作为食品安全关注的话题之一。不少非法商贩专门收购餐饮行业废弃的地沟油，餐厨废弃油提炼处理后，仅通过人的感官很难分辨出来，且国家未形成有效辨别地沟油的行业标准，所以，探求有用的鉴别餐厨废弃油的方法具有巨大的研究意义。
　　本课题基于对健康油品和餐厨废弃油理化指标的检测，依据多技术融合的思想，采用多种光谱技术及光学相干层析技术对各类油品进行综合性和有效性检测研究。其中采用了傅里叶变换光谱法、紫外可见分光光度法以及频谱光学相干层析技术。本课题的理论研究和实验研究得到的结果，具体如下:
　　1、根据国标方法，检测了餐厨废弃油、猪油以及四类正常油品的感官性质，以及相应的理化指标，这些指标中以水分含量、酸价、过氧化值等为代表，同时，实验所得出的结果比国家食用油基本的标准要明显高出许多。
　　2、对七种油品进行了傅里叶变换光谱方法探测研究。分别在以钨灯、365nm紫外手电筒为光源的条件下对各个油脂样品进行检测，同时采集样品在不同位置（探测器前、光源前）的光谱信息。不同种类的食用植物油的傅里叶变换光谱信息基本相同，油脂样品在光源前测得的相对强度比在探测器前测得的相对强度大。在以365nm紫外手电筒为光源，且样品放置在光源前，可以观察到餐厨废弃油的光谱图在630.1nm和707nm处出现两个其他正常油品没有的小的特征峰，可以用该方法作为检测地沟油的基础性依据。
　　3、对掺伪油及四种正常油品采用紫外可见分光光度法进行研究。在紫外至近红外区测量样品在玻璃片和比色皿中的透光率，餐厨废弃油在两种盛载装置内的吸收谱线存在很大差异，且餐厨废弃油的吸光强度比其他油品相对较低;猪油在185nm至1700nm波长范围内的吸光强度比其他五种油品高;正常油脂的透光率比相应的掺伪油脂的低。根据光谱图得到各类油脂的最大透过率与最小透过率，为油脂含量鉴别分析提供了基础性依据。
　　4、不同温度下，不同油品液面形貌的光学相干层析方法研究。在五种不同温度条件下，分别将油脂样品注入两种不同盛载装置中，利用分子表面张力特性获取了样品在不同温度条件下的界面图像;拟合出油脂样品层析形貌的曲线函数，依据分析结果，拟合出的函数模型与离散数据相关性较好，得到了不同样品函数关系的系数值;测得油脂的中心油膜厚度。通过研究油脂的层析成像，有助于进行油脂形貌与含量的综合研究。
　　多光谱技术及光学相干层析技术在应用上各具优势，通过傅里叶变换光谱技术、紫外可见分光光度法对样品进行测量，获得了不同类油品光谱信息的差异性特征;采用光学相干层析技术分析各类油品的层析形貌，建立了不同样品函数系数值之间的关系，为地沟油检测提供了更丰富的研究依据。

目录

摘要

1．1 研究目的与意义

1．1．1 食用油品的质量与安全问题

1．1．2 地沟油的分类及危害

1．2 地沟油检测技术研究进展

1．2．1 国内主要研究进展

1．2．2 国外处理概况

1．3 本课题的主要研究工作

1．3．1 理化指标的测定

1．3．2 傅里叶变换光谱法

1．3．3 紫外可见分光光度法

1．3．4 光学层析分析方法

2 餐厨废弃油理化指标的测定与分析

2．1 材料与方法

2．1．1 实验样品

2．1．2 实验仪器

2．1．3 实验方法

2．2 结果与分析

2．2．1 油脂的感官评定结果

2．2．2 理化指标测定值

2．3 本章小结

3 傅里叶变换光谱鉴别法

3．1 材料与方法

3．1．1 实验仪器

3．1．2 实验样品

3．1．3 实验方法

3．1．4 实验数据选取

3．2 结果与分析

3．2．1 He-Ne激光光源条件下的光谱测量

3．2．2 钨灯光源条件下样品在不同位置的光谱测量

3．2．3 紫外手电筒条件下样品在不同位置的光谱测量

3．3 本章小结

4 紫外可见分光光度鉴别法

4．1 材料与方法

4．1．1 实验样品

4．1．2 实验仪器

4．1．3 实验方法

4．1．4 实验数据选取

4．2 结果与分析

4．2．1 非掺伪油在玻璃片中的光谱测量

4．2．2 掺伪油样品在玻璃片中的光谱测量

4．2．3 非掺伪油在比色皿中的光谱测量

4．3 本章小结

5 光学层析分析法

5．1 材料与方法

5．1．1 实验样品

5．1．2 实验仪器

5．1．3 实验方法

5．1．4 实验数据选取

5．2 结果与分析

5．2．1 液体表面张力原理

5．2．2 样品在子弹壳中的断层扫描

5．2．3 样品在水(玻璃杯)中的断层扫描

5．2．4 油品中心厚度信息

5．3 本章小结

6 总结

6．1 本文工作总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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