基于可見光與近紅外反射光譜的食用油的測定研究

徐博+張寧

摘 要：脂肪是人類每天都必須攝入的營養物，人類身體約20%由脂肪組成，食用油不僅是人類每天都使用的調味品，更是人類攝入脂肪的主要途徑。所以科學食用油品是食品健康，科學膳食中非常重要的一個方面。但是現在人們購買和食用油品大多不會以種類為標準，主要原因是大多數人都不了解不同種類的食用油有什么區別，所以研究不同食用油對人類的影響是科學食用油品的前提。如果了解不同種類的油的區別，人們可以選擇更適合自己的油品，從而達到科學膳食的目的。想要挑選出適合自己的食用油，首先要得出不同種類的油的區別，雖然食用油外表相似，但卻有著不一樣的光譜特征，通過分析光譜特征，可以分析出成分上的卻區別，知道了成分上的區別，也就知道了不同油對人體的影響。

關鍵詞：食用油；光譜特性；成分

中圖分類號：O657.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）23-0193-03

1 引言

在人類發展長河中，食物一直都是一個不可回避的話題。而食物的發展亦離不開脂肪的攝入，即食用油。隨著社會的不斷進步，先是從歐洲傳播過來的橄欖油，再到近10年，地溝油的誕生。與之而來還有轉基因大豆油。隨著油品種類越來越繁多，人們食用油品的安全成為了重中之重。

由于提取食用油的方式和源頭不同，不同種類的食用油中的化學成分也會有很大區別，所以不同種類的油也會對人類身體健康造成不同的影響。因此研究食用油中的化學成分是安全、科學、健康食用油品的前提，使用光譜技術研究食品安全的許多研究在國內已經開展并取得了一些進展：比如便攜式拉曼光譜儀可以快速的檢測出食品中是否摻假或者含有農藥殘留、非法食品添加劑。使用表面增強拉曼光譜（SERS）可以快速精確的檢測出食用油中的苯并芘?？梢姽饨t外光譜可以分辨出地溝油、“回收油”或者潲水油快并且可以辨別出油的品質。光譜儀還可以用于檢測食用油中的脂肪酸的含量。

2 食用油光譜特性測量實驗

本次實驗使用微型光纖光譜儀USB2000+作為主要的實驗儀器。并采用鎢燈和LED燈兩種不同的光源進行測試。

本次試驗采用了芝麻油，橄欖油，玉米油，葵花籽油，菜籽油，轉基因大豆油以及非轉基因大豆調和油七種不同的食用油作為實驗對象進行光譜圖像的測量。我們在市面上采集了這幾種食用油，并分別取出15g 作為樣品裝入透明塑料容器中。

將USB2000+光線光譜儀連接電腦，并打開Spectra Suite軟件。取出LED燈并照射白板，將光譜儀探頭對準白板，待反射率為100%時保存數據并固定探頭。再將光譜儀探頭對準黑板并將數據保存。然后分別把光譜儀探頭對準七種食用油，測得數據并保存光譜圖像文件。

3 實驗結果

實驗中需要測量各種食用油的特征光譜，不同種的食用油成分不同，本次實驗我們測量并分析了橄欖油，芝麻油，葵花籽油，菜籽油，玉米油，轉基因大豆油和大豆調和油。在使用光譜儀分析之前，我們用顏色將其分類，然后使用控制變量法進行對比分析，并得出顏色對食用油的影響。

3.1 葵花籽油與轉基因大豆油

圖1、圖2。

3.2 大豆調和油與葵花籽油

圖3、圖4。

3.3 調和大豆油與菜籽油

圖5、圖6。

3.4 大豆調和油與玉米油

圖7、圖8。

3.5 菜籽油與轉基因大豆油

圖9、圖10。

根據圖1，3，5，7，9實驗得到，從油面反射的光，在550nm附近有一個波峰，兩側（450nm和670nm）處有吸收帶，并且隨著油品光譜吸收深度的減少，伴隨著黃色的強度降低?？梢哉J為這是由于油品黃色對黃色的光吸收引起的。實驗測得冬青在近紅外波段（900-1000）的光譜特征為一個低谷，后又回升。

根據圖2，4，6，8，10實驗得到，從油面反射的光，在550nm附近是反射率最高的地方，并且隨著油品光譜吸收深度的減少，伴隨著黃色的強度降低。可以認為這是由于油品黃色對黃色的吸收引起的。

大豆調和油，轉基因大豆油，玉米油，菜籽油，葵花籽油的圖像的波動，走勢都極為相似。

4 實驗誤差分析

實驗誤差主要由四個方面造成：

4.1 光源

本次實驗是根據光的反射，區分不同油品。然而我們并沒有控制本次實驗在沒有其他光源的干擾下進行，比如太陽還有教室頂上的無影燈。由于本次實驗采用的是LED燈和鎢絲燈，鎢絲燈依靠熱量發光，在一定時間的使用下光線的輕度就會發生一些輕微的變化。

4.2 器皿

本次實驗是根據油的表面所反射的光所繪成的光譜作為比較的依據，然而實驗器皿，透明塑料碗，有較低的吸光性和不完全透光性，導致了其反射了一部分光線到達探頭。

4.3 角度

本次實驗是根據反射率所繪制成的光譜來比較的，不過探頭接收反射光線的角度沒有得到完全的固定，導致了接收的光線較弱，使得反射率略低。

4.4 反射規律

本次實驗是根據油的反射率的光譜來進行比較的，而由于液體的表面水平的特性，造成了小部分的鏡面反射，使實驗現象趨于相似。endprint