化学计量学方法在橄榄油品质分析和麦类鉴别中的应用研究

论文摘要

橄榄油是用成熟的油橄榄鲜果直接冷压制取的油脂,未进行化学处理,天然养分未遭到破坏,易被人体消化吸收,是一种极好的食用油,且具有一定的美容功效和防治心脑血管疾病的保健功能。目前橄榄油在国际市场呈走俏趋势,价格一直居高不下。一些不法商贩为了谋取私利,往往在橄榄油内掺杂其他的食用油,以次充好。由于掺入的食用油在脂肪酸组成等方面与橄榄油非常接近,因此识别起来十分困难。目前常用的检测方法有:紫外光度法、高效液相色谱法、核磁共振和荧光光度法等,其检测均较繁杂。因此迫切需要发展一种快速、高效、准确的新型分析检测技术。燕麦和荞麦中均含有较高的蛋白质、不饱和脂肪酸,以及人体所需的多种氨基酸、维生素和微量元素,以及被称为“第七大营养素”的膳食纤维。具有降血脂、降血糖、减肥美容等多种营养价值和保健功能,在市场上逐渐受到重视和欢迎,具有广阔的市场和开发前景。燕麦、荞麦颗粒因其形状不同易于鉴别,然而当二者均为粉末时却很难分辨,因此发展一种简便、快速的鉴别麦类的方法具有实际意义。近红外光谱分析技术快速、无损,适合橄榄油以及麦类样本的鉴别分析,但它是一种间接测量技术,需要借助各种化学计量学方法进行分析。本文研究化学计量学方法在橄榄油品质分析和麦类鉴别分析中的应用。具体研究内容如下:(一)对橄榄油的品质进行了定性分析,对橄榄油中的掺杂油进行了定量分析应用判别分析(Discriminant analysis)法对橄榄油样本的近红外光谱进行了分析,讨论了最佳波长的选取,以及使用原始光谱、一阶导数光谱对橄榄油样本的分类。研究了支持向量基(SVM)方法对橄榄油近红外光谱的分类,对原始数据进行了平滑、压缩和标准归一化处理。实验结果令人满意。应用偏最小二乘法(PLS)对橄榄油中掺杂的其他食用油含量进行了定量分析,根据预测结果相对误差的大小可知山茶油、罂粟油与橄榄油成分的差别小于菜籽油、玉米油、花生油、葵花籽油与橄榄油成分的差别。实验表明,化学计量学方法结合近红外光谱分析技术是评价橄榄油品质以及掺杂油含量的一种快速、便捷的分析方法。(二)分别用判别分析、支持向量机方法对燕麦和荞麦进行了定性分析用判别分析法对燕麦和荞麦进行了分类鉴别,比较了样品在压实与未压实的情况下,以及使用原始光谱、一阶导数光谱所得到的结果。研究了支持向量基(SVM)中的4种不同的核函数对燕麦和荞麦的鉴别分析,讨论了4种核函数预算的各个参数。实验表明,近红外光谱法适用于麦类的鉴别,如果有更多的实验样本,相信预测精度一定会更高。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要（Abstract）
• 第一章 绪论
• 1.1 近红外光谱分析技术
• 1.1.1 近红外光谱分析技术的发展概况
• 1.1.2 近红外光谱分析技术的基本原理
• 1.1.3 近红外光谱分析技术的特点
• 1.1.4 近红外光谱定性分析技术
• 1.1.5 近红外光谱定量分析技术
• 1.1.6 近红外光谱分析技术的应用
• 1.2 近红外光谱分析技术在膳食纤维分析中的应用
• 1.2.1 膳食纤维
• 1.2.2 近红外光谱技术测定谷物、豆类中的膳食纤维
• 1.2.3 近红外光谱技术测定蔬菜中的膳食纤维
• 1.2.4 利用近红外光谱技术测定谷物产品中的膳食纤维
• 1.3 用于近红外光谱分析中的几种化学计量学（chemometrics）方法
• 1.3.1 光谱数据预处理
• 1.3.2 判别分析
• 1.3.3 偏最小二乘
• 1.3.4 支持向量机（SVM）
• 1.4 橄榄油
• 1.4.1 橄榄油的分类
• 1.4.2 橄榄油的化学成分
• 1.4.3 橄榄油的功能特性
• 参考文献
• 第二章 近红外光谱和化学计量学方法对橄榄油品质与掺杂量的分析
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法及光谱的获取
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 橄榄油的分类
• 2.3.2 橄榄油中掺杂油的定量分析
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 判别分析与近红外光谱法鉴别燕麦和荞麦
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 样品制备
• 3.2.3 光谱获取
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 分类结果
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 支持向量机与近红外光谱法鉴别燕麦和荞麦
• 4.1 引言
• 4.2 支持向量机的分类（SVC）方法简介
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 仪器与试剂
• 4.3.2 样品制备
• 4.3.3 光谱获取与处理
• 4.3.4 函数运算
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 燕麦和荞麦的鉴别结果
• 4.4.2 讨论
• 4.5 结语
• 参考文献
• 附录 硕士期间论文发表情况
• 致谢