一种通过建立化学计量学模型鉴别橄榄油等级的方法技术

本发明专利技术提供了一种通过建立化学计量学模型鉴别橄榄油等级的方法，首先对已知和未知橄榄油样品进行顶空孵育前处理，然后采用气相离子迁移谱对样品中挥发性化合物进行检测，得到已知和未知橄榄油样品中挥发性化合物峰体积，并以已知橄榄油样品峰体积信息作为分类依据，采用主成分分析和偏最小二乘法判别分析的化学计量学方法对数据进行分析，建立等级鉴别模型；将未知等级橄榄油样品含有挥发性化合物的峰体积信息代入以上鉴别模型中进行分析，判定该样品的等级。本发明专利技术只需要简单的顶空孵育前处理，避免了外来溶剂的干扰，增加了检测的精确度。本方法操作简单快速、客观准确地对橄榄油进行评定，可以快速鉴别不同等级的橄榄油。可以快速鉴别不同等级的橄榄油。

【技术实现步骤摘要】
一种通过建立化学计量学模型鉴别橄榄油等级的方法


[0001]本专利技术属于分析化学测试
，涉及一种通过建立化学计量学模型鉴别橄榄油等级的方法。

技术介绍

[0002]橄榄油是仅通过机械或离心等物理方法从新鲜橄榄果实冷榨而成。其独特的风味、丰富的营养成分与功能活性成分，因而在西方被誉为“植物油皇后，黄金液体”。一般通过理化和感官指标将橄榄油大致分为特级初榨橄榄油、精炼橄榄油和果渣油。就感官特征而言，橄榄油由一组受过特定培训的专家进行评估和分析，因此其分析过程通常带有主观意识色彩，容易受到外界因素的干扰，很难从分子水平上进行研究分析，因此寻求客观的分析化学方法是具有一定的研究意义。
[0003]特级初榨橄榄油通常是指酸度不超过0.8%的橄榄油，没有任何防腐剂和添加剂成分，理化指标与感官特性也都必须达到相关橄榄油标准。它是最高级别、质量最高的橄榄油，是纯天然产品，具备预防心脑血管、糖尿病等疾病，有利于改善消化系统功能等用途。精炼橄榄油的游离酸度不超过0.3%，是初榨橄榄油灯油经精炼工艺（不得改变其甘油酯结构）制取的油品，与特级初榨油相比较，它表现出少量的异味；果渣油，采用溶剂或其他物理方法从油橄榄果渣中获得的油脂，不包括重酯化工艺获得的油脂，其感官指标超标，不具有橄榄油良好的风味属性。
[0004]化学计量学包括多元数据分析的无监督和有监督方法。其中主成分分析（PCA）是一种无监督模式识别技术，这是一个探索性分析，其目的是降低维度并提取最相关的信息，通过数据降维的方法，可以最大程度地保留原始数据的信息。偏最小二乘判别分析（PLS
‑
DA）作为一种有监督的模式识别技术，可以实现对样本的准确分类和预测，筛选出差异标记，是一种模型方法。通过构建分类预测模型，可以进一步用于识别更多样本的归属，这是探索性PCA方法无法实现的。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种通过建立化学计量学模型来鉴别特级初榨橄榄油、精炼橄榄油和果渣油的方法，从而客观分析评定橄榄油等级。
[0006]本专利技术采用气相离子迁移分析方法测定已知和未知待测橄榄油样品中挥发性化合物，应用软件配备的NIST数据库和IMS数据库可对信号峰进行定性分析，鉴定出橄榄油中含有的挥发性化合物，并定量出化合物的峰体积。将已知等级橄榄油样品所含挥发性化合物的峰体积信息作为化学计量学模型的分析数据，导入SIMCA14.1分析软件中，建立无监督的主成分分析（PCA）和有监督的偏最小二乘判别分析（PLS
‑
DA）鉴别模型。为验证所建立模型的真实性和可靠性，对PLS
‑
DA模型进行了200次随机置换检验，原始PLS
‑
DA模型中的R2和Q2高于置换模型中的值，回归线位于置换后的Q2点与纵轴相交且低于零，表明PLS
‑
DA模型具有良好的拟合和预测能力；将未知等级橄榄油样品含有挥发性化合物的峰体积信息代入
以上鉴别模型中进行分析，可以判定该橄榄油样品的等级。具体步骤如下：（1）已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品的前处理：将已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品分别置于顶空进样瓶中，进行孵化，使样品中挥发性成分挥发到顶空进样瓶中，所述已知等级橄榄油样品包括特级初榨橄榄油、精炼橄榄油和果渣油。其中，已知等级橄榄油样品总共选择29个样本，其中特级初榨橄榄油25个，精炼橄榄油3个，果渣油1个；孵化转速为400~600rpm，孵化温度为70~90℃，孵化时间为10~20min。
[0007]（2）已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品的检测：将上述孵化完成后的已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品分别在气相离子迁移谱仪器上进行分离检测，得到所有橄榄油样品中挥发性化合物的谱图，鉴定出橄榄油样品中含有的挥发性化合物，并采用面积归一化法定量出已知等级橄榄油样品和未知等级的待测橄榄油样品中含有挥发性化合物的峰体积；气相离子迁移谱仪器条件如下：色谱柱：MXT
‑
5（0.53mmI.D.
×
15m,df=1.0μm）；柱温：60℃；载气流量：0
‑
2min，2mL/min，2
‑
20min，2mL/min
‑
100ml/min；载气/漂移气：N2（99.999%）；进样针温度：85℃；进样体积：500 μL；离子迁移谱条件为：IMS温度：45℃；漂移气流量：150mL/min。MXT
‑
5为弱极性柱，其柱内的填料为交联键合的5%二苯基和95%二甲基聚硅氧烷，MXT
‑
5为熔融石英涂壁的不锈钢毛细管柱。气相离子迁移谱仪器采用软件配备的NIST数据库和IMS数据库对挥发性化合物的谱图的信号峰进行定性分析，鉴定出橄榄油样品中含有的挥发性化合物。
[0008]（3）等级鉴别模型的建立：将已知等级橄榄油样品中挥发性化合物的峰体积信息作为化学计量学分析数据，采用SIMCA14.1分析软件中主成分分析和偏最小二乘法对已知等级橄榄油样品中挥发性化合物的峰体积数据进行降维处理和聚类分析，建立等级鉴别模型
‑
无监督的主成分分析模型和偏最小二乘判别分析鉴别模型。
[0009]（4）未知等级橄榄油样品的等级鉴定：将未知等级橄榄油样品含有挥发性化合物的峰体积信息代入步骤（3）建立的等级鉴别模型进行分析，判定出该样品的等级。
[0010]本专利技术的有益效果：本专利技术只需要简单的顶空孵育前处理，避免了外来溶剂的干扰，增加了检测的精确度。本方法操作简单快速、客观准确地对橄榄油进行评定，可以快速鉴别不同等级的橄榄油。
附图说明
[0011]图1是无监督的主成分分析（PCA）鉴别模型得分图；图2是有监督的偏最小二乘判别分析（PLS
‑
DA）鉴别模型得分图；图3是PLS
‑
DA模型的置换检验图。
具体实施方式
[0012]下面通过具体实施对本专利技术通过建立化学计量学模型鉴别橄榄油等级的方法作进一步说明，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
实施例
[0013]本专利技术通过建立化学计量学模型鉴别橄榄油等级的方法，具体包括以下步骤：
（1）选择建立模型用已知等级橄榄油样品：选择用于建立模型的已知等级橄榄油样品共29个样本，如表1，其中OO
‑
1~14与OO
‑
18~28为特级初榨橄榄油，原产地为中国；OO
‑
15~17属于精炼橄榄油，原产地为西班牙和意大利；OO
‑
29为橄榄果渣油，原产地为中国，以上橄榄油样品的具体信息如表1所示。
[0014]（2）已知等级橄榄油样品的前处理：取步骤（1）每种橄榄油样品三份，每份各为1mL，将所取待测橄榄油样品分别置于20mL的顶空进样瓶中，在孵化转速500rpm和孵化温度80℃的条件下，孵化15min，使样品中挥发性成分尽可能挥发到顶空瓶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过建立化学计量学模型鉴别橄榄油等级的方法，包括以下步骤：（1）已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品的前处理：将已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品分别置于顶空进样瓶中，进行孵化，使样品中挥发性成分挥发到顶空进样瓶中，所述已知等级橄榄油样品包括特级初榨橄榄油、精炼橄榄油和果渣油；（2）已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品的检测：将上述孵化完成后的已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品分别在气相离子迁移谱仪器上进行分离检测，得到所有橄榄油样品中挥发性化合物的谱图，鉴定出橄榄油样品中含有的挥发性化合物，并定量出已知等级橄榄油样品和未知等级橄榄油样品中含有挥发性化合物的峰体积；气相离子迁移谱仪器条件如下：色谱柱：MXT
‑
5；柱温：60℃；载气流量：0
‑
2min，2mL/min，2
‑
20min，2mL/min
‑
100ml/min；载气/漂移气：N2（99.999%）；进样针温度：85℃；进样体积：500 μL；离子迁移谱条件为：IMS温度：45℃；漂移气流量：150mL/min；（3）等级鉴别模型的建立：将已知等级橄榄油样品中挥发性化合物的峰体积信息作为化学计量学分析数据，采用SIMCA14.1分析软件中主成分分析和偏最小二乘法对已知等级橄榄油样品中挥发性化合物的峰体积数据进行降维处理和聚类分析，建立等级...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新异，邸多隆，景泉，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：