一种基于色素组成和支持向量机的特级初榨橄榄油的鉴伪方法技术

本发明专利技术提供了一种基于色素组成和支持向量机的特级初榨橄榄油的鉴伪方法，本发明专利技术采用高效液相色谱分析方法测定了不同食用油和掺假的特级初榨橄榄油中的色素组成，并获得了色谱指纹数据。将首先建立食用油分类和特级初榨橄榄油鉴伪模型，将测试集样品的色谱指纹数据代入以上鉴别模型中进行分析，对食用油种类进行分类和特级初榨橄榄油鉴伪。本发明专利技术可以准确的对不同食用油进行分类，并且能够实现对掺假的特级初榨橄榄油的鉴别，同时该模型能够识别的最低掺假水平为1%，整体准确度为94.44%。本方法准确性高，对环境无污染，分类结果信息可视化，拓展了特级初榨橄榄油与其他食用油掺假的鉴定方法。的鉴定方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于色素组成和支持向量机的特级初榨橄榄油的鉴伪方法


[0001]本专利技术属于分析化学测试
，涉及一种基于色素组成和支持向量机的特级初榨橄榄油的鉴伪方法。

技术介绍

[0002]特级初榨橄榄油，被誉为“液体黄金”，因其丰富的营养成分和对人体有益的健康特性而受到消费者的喜爱。并且特级初榨橄榄油独特的感官、成分和营养特性决定了其经济效益。但是，由于特级初榨橄榄油的价格昂贵，这导致其成为不法商人掺假和欺诈的主要目标。例如，常见的掺假欺诈行为主要有在特级初榨橄榄油中非法添加其他低价油，如菜籽油、玉米油、大豆油和葵花籽油等。而且特级初榨橄榄油的掺假和欺诈行为很难用传统的技术和方法来识别。因此，橄榄油的掺假和真实性识别对橄榄油行业的发展至关重要。
[0003]颜色是视觉上吸引消费者购买橄榄油的主要因素，因为人们普遍认为颜色越深，橄榄油的质量就越好。橄榄油独特的颜色特征是由亲脂性天然色素决定的，这些色素在冷榨过程中从新鲜橄榄果实转移到油相中。特级初榨橄榄油中的色素主要由类胡萝卜素和叶绿素组成。同时，色素含量和组成也决定了特级初榨橄榄油的新鲜度、质量和真实性。尽管特级初榨橄榄油中的总色素含量在不同品种和地理区域之间有很大差异，但其色素含量遵循以下特征关系：叶绿素/类胡萝卜素的比例接近1，叶黄素/β
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胡萝卜素的比例高于1。因此，橄榄油中色素的测定和分析被推荐为识别和鉴定初榨橄榄油质量和掺假的一种方法。近年来，橄榄油的色素数据信息与化学计量学相结合被用来识别和描述橄榄油的品种、储存时间、地理产地和收获年份。
[0004]支持向量机（SVM）作为一种可视化的监督学习二元分类方法，被广泛用于统计分析和回归分析。同时，色谱指纹数据与化学计量学相结合被用于食品的质量鉴定。虽然目前还没有关于特级初榨橄榄油中的色素被用来识别和分类特级初榨橄榄油和特级初榨橄榄油中掺入其他食用油的研究。但在本专利技术中发现，基于特级初榨橄榄油和其他食用油中色素的色谱指纹数据与支持向量机相结合，可以有效地分类和识别EVOO、其他食用油和EVOO掺入其他食用油。因此，本专利技术建立了一种基于色素组成和支持向量机的特级初榨橄榄油中掺入其他食用油的鉴伪方法，目的是为识别EVOO与其他油类掺杂的方法提供一个支持。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于色素组成和支持向量机的特级初榨橄榄油的鉴伪方法；本专利技术可以通过不同食用油中色素的色谱指纹数据来实现对不同食用油种类的区分，并识别和预测掺入其他食用油的特级初榨橄榄油，结果可视化。
[0006]本专利技术基于色素组成和支持向量机的特级初榨橄榄油的鉴伪方法，包括以下步骤：（1）建立模型食用油样品前处理：将不同种类的食用油样品和掺假的特级初榨橄
榄油溶解于正己烷中，并分别置于固相萃取小柱中，采用正己烷洗脱，得到含有甘油三酯和β
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胡萝卜素的正己烷相，再用乙酸乙酯和甲醇依次洗脱固相萃取小柱，获得剩余其他色素的洗脱液，将含有甘油三酯和β
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胡萝卜素的正己烷相皂化，除去甘油三酯，合并正己烷相和其他色素洗脱液；将洗脱液蒸发至干，残余物溶于乙酸乙酯，得到色素样品溶液。所述不同种类食用油样品总共选择20种特级初榨橄榄油，9种精炼
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果渣橄榄油，3种菜籽油，3种大豆油，4种花生油，4种葵花籽油，3种亚麻籽油，4种玉米油。所述掺假的特级初榨橄榄油为分别掺入菜籽油和葵花籽油的特级特级初榨橄榄油，掺杂质量百分比为1%
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20%。所述固相萃取小柱规格为填料1.0 g，柱体积6 mL，填料为硅胶。
[0007]（2）不同食用油样品中色素的检测：将上述固相萃取完成后的色素样品溶液分别在高效液相色谱仪器上进行分离检测，得到所有样品中色素的谱图和指纹数据；高效液相色谱条件如下：色谱柱：ODS
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BP柱；柱温：25℃；流速：1.0 mL/min；流动相组成：流动相A：体积比为1:1甲醇和乙酸乙酯、流动相B：体积比为8:1:1甲醇、水和1 M乙酸铵；洗脱方式：梯度洗脱；检测波长：430 nm；流速：1.0 mL/min；进样体积：20 μL；所述梯度洗脱中，各时间段流动相A所占体积比分别为：0
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10 min，A相25%
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55%；10
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15 min，A相55%
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75%；15
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20 min，A相75%
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90%；20
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25 min，90%
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100%；25
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28 min，A相100%；28
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30 min，A相100%
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25%。
[0008]（3）食用油分类和特级初榨橄榄油鉴伪模型的建立：选择包含所有类别的食用油样品色素的色谱指纹信息作为机器学习分析数据，采用Python 3.6分析软件中支持向量机对训练集中样品含有色素的色谱指纹数据进行处理，建立食用油分类和特级初榨橄榄油鉴伪模型；（4）未知食用油样品前处理：将未知食用油样品溶解于正己烷中，并分别置于固相萃取小柱中，采用正己烷洗脱，得到含有甘油三酯和β
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胡萝卜素的正己烷相，再用乙酸乙酯和甲醇依次洗脱固相萃取小柱，获得剩余其他色素的洗脱液，将含有甘油三酯和β
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胡萝卜素的正己烷相皂化，除去甘油三酯，合并正己烷相和其他色素洗脱液；将洗脱液蒸发至干，残余物溶于乙酸乙酯，得到未知样品色素溶液；（5）未知食用油样品的分类与鉴定：将未知样品色素溶液在步骤（2）的高效液相色谱条件下进行分离检测，得到未知样品中色素的谱图和指纹数据；将未知样品色素的色谱指纹信息代入步骤（3）建立的食用油分类和鉴伪模型进行分析，对食用油所属类别进行分类鉴定，特级初榨橄榄油可判定出真伪。
[0009]综上所述，本专利技术采用高效液相色谱分析方法测定了不同食用油和掺假的特级初榨橄榄油中的色素组成，并获得了色谱指纹数据。将首先建立食用油分类和特级初榨橄榄油鉴伪模型，将测试集样品的色谱指纹数据代入以上鉴别模型中进行分析，对食用油种类进行分类和特级初榨橄榄油鉴伪。本专利技术可以准确的对不同食用油进行分类，并且能够实现对掺假的特级初榨橄榄油的鉴别，同时该模型能够识别的最低掺假水平为1%，整体准确度为94.44%。本方法准确性高，对环境无污染，分类结果信息可视化，拓展了特级初榨橄榄油与其他食用油掺假的鉴定方法。
[0010]本专利技术方法简单，结果可视化，分类与预测准确度高，能够实现特级初榨橄榄油中1%掺杂水平的掺假鉴别，本专利技术制备掺假食用油分别以菜籽油（含色素）和葵花籽油（几乎
含非色素）为代表，说明基于色素成分的支持向量机模型可以在含色素和非色素的各类食用油与特级初榨橄榄油的掺假鉴定中，扩展了特级初榨橄榄油与其他食用油掺假的鉴定方法。
附图说明
[0011]图1为训练集样品混淆矩阵；图2为测试集样品混淆矩阵。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于色素组成和支持向量机的特级初榨橄榄油的鉴伪方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：（1）建立模型食用油样品前处理：将不同种类的食用油样品和掺假的特级初榨橄榄油溶解于正己烷中，并分别置于固相萃取小柱中，采用正己烷洗脱，得到含有甘油三酯和β
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胡萝卜素的正己烷相，再用乙酸乙酯和甲醇依次洗脱固相萃取小柱，获得剩余其他色素的洗脱液，将含有甘油三酯和β
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胡萝卜素的正己烷相皂化，除去甘油三酯，合并正己烷相和其他色素洗脱液；将洗脱液蒸发至干，残余物溶于乙酸乙酯，得到色素样品溶液；（2）不同食用油样品中色素的检测：将上述固相萃取完成后的色素样品溶液分别在高效液相色谱仪器上进行分离检测，得到所有样品中色素的谱图和指纹数据；高效液相色谱条件如下：色谱柱：ODS
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BP柱；柱温：25℃；流速：1.0 mL/min；流动相组成：流动相A：体积比为1:1甲醇和乙酸乙酯、流动相B：体积比为8:1:1甲醇、水和1 M乙酸铵；洗脱方式：梯度洗脱；检测波长：430 nm；流速：1.0 mL/min；进样体积：20 μL；（3）食用油分类和特级初榨橄榄油鉴伪模型的建立：选择包含所有类别的食用油样品色素的色谱指纹信息作为机器学习分析数据，采用Python 3.6分析软件中支持向量机对训练集中样品含有色素的色谱指纹数据进行处理，建立食用油分类和特级初榨橄榄油鉴伪模型；（4）未知食用油样品前处理：将未知食用油样品溶解于正己烷中，并分别置于固相萃取小柱中，采用正己烷洗脱，得到含有甘油三酯和β
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胡萝卜素的正己烷相，再用乙酸乙酯和甲醇依次洗脱固相萃取小柱，获得剩余其他色素的洗脱液，将含有甘油三酯和β
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胡萝卜素的正己烷相皂化，除去甘油三酯，合并正己烷相和其他色素洗脱液；将洗脱液蒸发至干，残余物溶于乙酸乙酯，得到未知样品色素溶液；（5）模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新异，卢聪慧，裴栋，刘建飞，邸多隆，
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：