拉曼和紅外光譜評(píng)估堅(jiān)果油脂氧化的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-27 13:45
堅(jiān)果是全球最受歡迎的高油脂含量休閑食品之一,其高不飽和脂肪酸的存在導(dǎo)致堅(jiān)果易發(fā)生氧化變質(zhì)。本文采用具有互補(bǔ)性的拉曼光譜和傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)分別監(jiān)測(cè)跟蹤8種堅(jiān)果油脂的氧化過(guò)程,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法,建立四種氧化指標(biāo)定量預(yù)測(cè)模型,為實(shí)現(xiàn)堅(jiān)果油脂的快速檢測(cè)、品質(zhì)評(píng)價(jià)以及氧化指標(biāo)的預(yù)測(cè)提供一條簡(jiǎn)單有效、靈敏的方法途徑。主要研究?jī)?nèi)容如下:采用拉曼光譜技術(shù)表征堅(jiān)果油脂在加速儲(chǔ)藏過(guò)程中的氧化變質(zhì)。研究了氧化過(guò)程中代表順式雙鍵伸縮振動(dòng)的拉曼特征峰1656 cm-1與內(nèi)標(biāo)峰相對(duì)強(qiáng)度比值I(1656)/I(1746)逐漸降低,代表反式雙鍵彎曲振動(dòng)的拉曼特征峰970 cm-1與內(nèi)標(biāo)峰相對(duì)強(qiáng)度比值I(970)/I(1438)逐漸增加,說(shuō)明順式雙鍵在減少,并發(fā)生異構(gòu)化重排生成反式雙鍵。相對(duì)應(yīng)地,4個(gè)氧化指標(biāo)(過(guò)氧化值、茴香胺值、共軛二烯值和羰基價(jià))呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。采用Pearson相關(guān)性分析表明,I(970)/I(1438)與氧化指標(biāo)存在顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)R為0.7490~0.9900(p...
【文章來(lái)源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
拉曼散斯托克斯散射h(v0-v1)
第三章堅(jiān)果油脂氧化指標(biāo)拉曼光譜定量預(yù)測(cè)模型的建立273.2.8實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理利用TheUnscramblerX10.4和RamanAnalyzer軟件對(duì)拉曼數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、預(yù)處理和建模分析,使用R語(yǔ)言進(jìn)行隨機(jī)森林算法,采用Origin8.5作圖。3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.3.1異常數(shù)據(jù)剔除由于儀器、樣本差異和實(shí)驗(yàn)操作以及環(huán)境的變化導(dǎo)致異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn),其存在是影響建模效果的關(guān)鍵因素,因此在用拉曼光譜數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)定量模型之前應(yīng)予以剔除。為能夠準(zhǔn)確全面篩選出異常樣品及提高模型的預(yù)測(cè)能力,本文采取杠桿值、光譜殘差(X-殘差)和濃度殘差(Y-殘差)三種方法相結(jié)合,更準(zhǔn)確地剔除出異常的油脂樣品。本文將100個(gè)樣品全部作為校正值,分別建立過(guò)氧化值、茴香胺值、羰基價(jià)和共軛烯烴值四種PLSR校正模型,采用留一法進(jìn)行交互驗(yàn)證,對(duì)所有校正樣品進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)結(jié)果如圖3-2、圖3-3和圖3-4所示。圖3-2100個(gè)油脂樣品預(yù)測(cè)結(jié)果分布圖a-過(guò)氧化值;b-茴香胺值;c-羰基價(jià);d-共軛二烯值Fig.3-2Distributionplotofpredictionresultsfor100oilsamplesa-PV;b-p-AV;c-COV;d-CDabcd
第四章基于傅立葉紅外光譜監(jiān)測(cè)油脂氧化過(guò)程及建模分析47高信噪比。本文采用SG平滑、導(dǎo)數(shù)(1stD和2ndD)、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)量變換(SNV)和多元散射校正(MSC)預(yù)處理方法。4.2.6特征波數(shù)范圍的選擇在建模過(guò)程中,光譜的波數(shù)范圍范圍選擇非常關(guān)鍵,選擇的范圍過(guò)少,會(huì)遺漏一些重要的信息;選擇的范圍過(guò)多,會(huì)包含一些干擾信息,影響建模結(jié)果。因此選擇合適的波數(shù)范圍并能表征油脂結(jié)構(gòu)信息對(duì)建模是十分重要的。4.2.7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理通過(guò)OMNIC軟件進(jìn)行光譜采集和處理,利用UnscramblerX分析軟件進(jìn)行模型的建立,根據(jù)建立的模型預(yù)測(cè)油脂氧化指標(biāo)的濃度,采用Origin8.5作圖。4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析4.3.1基于紅外光譜堅(jiān)果油脂的表征400~4000cm-1光譜范圍內(nèi)8種堅(jiān)果油脂紅外光譜如圖4-1所示,8種堅(jiān)果油脂的FT-IR光譜圖非常相似。從圖中可以看出,油脂的紅外光譜在3008、2924、2854、1747、1657、1464、1377、1238、1163、1099、966和723cm-1處有吸收峰,這些譜峰與堅(jiān)果油脂化學(xué)結(jié)構(gòu)中存在的官能團(tuán)有關(guān),揭示了組分特有的獨(dú)特特征。圖4-1八種堅(jiān)果油脂完整傅立葉紅外光譜圖Fig.4-1FT-IRspectraof8typesofnutoils3008cm-1處為堅(jiān)果油脂烯烴不飽和C原子上C-H伸縮振動(dòng),2924cm-1處為亞甲基(-CH2)不對(duì)稱伸縮振動(dòng),2854cm-1處為甲基(-CH3)對(duì)稱伸縮振動(dòng),1746cm-1處為甘油三酯羰基(-C=O)伸縮振動(dòng),1464cm-1處為亞甲基(-CH2)彎曲振動(dòng),1377cm-1處為甲基(-CH3)彎曲振動(dòng),1238cm-1、1163cm-1、1098cm-1處為酯基團(tuán)(-C-O)伸縮振動(dòng),966cm-1可歸因于反式雙鍵(-C-H)的平面外變形振動(dòng),723cm-1處是順式取50010001500200025003000350040000.1西瓜籽油夏威夷果油花生油杏仁油腰果油葵花籽油紅松仁油榛子油7239661099
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]拉曼光譜結(jié)合偏最小二乘法對(duì)食用油品質(zhì)快速檢測(cè)研究[J]. 杜馨,孫曉榮,劉翠玲,李敬琪,李睿雯. 中國(guó)釀造. 2019(12)
[2]基于拉曼光譜分析配送食物中的脂質(zhì)氧化[J]. 張勝來(lái). 現(xiàn)代食品科技. 2019(08)
[3]加速氧化過(guò)程中不同植物油的穩(wěn)定性研究[J]. 黃雨洋,齊寶坤,趙城彬,李楊,張爽. 中國(guó)食品學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]拉曼光譜技術(shù)在毒品檢測(cè)應(yīng)用中的研究進(jìn)展[J]. 趙璟悠,王勇,張冠男. 中國(guó)刑警學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]堅(jiān)果類食品氧化及抗氧化研究進(jìn)展[J]. 郜海燕,陳杭君,穆宏磊,房祥軍,周擁軍. 中國(guó)食品學(xué)報(bào). 2017(11)
[6]光譜預(yù)處理方法綜述[J]. 張津源,朱海濤. 西部皮革. 2017(16)
[7]5種不同植物油脂氧化程度與脂肪酸比例變化的相關(guān)性研究[J]. 丁儉,齊寶坤,王立敏,王中江,隋曉楠,李楊,江連洲,楊淇文. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào). 2017(08)
[8]拉曼光譜的研究進(jìn)展[J]. 阿迪力·伊敏,艾尼瓦爾·吾術(shù)爾,沙依甫加馬力·達(dá)吾來(lái)提. 西部皮革. 2017(12)
[9]拉曼光譜測(cè)定食品油脂的氧化[J]. 林新月,朱松,李玥. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]基于近紅外光譜技術(shù)的柑橘罐頭品質(zhì)測(cè)定方法的研究[J]. 曹江娜,張俊,陸勝民. 食品工業(yè)科技. 2016(04)
博士論文
[1]化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在復(fù)雜體系譜學(xué)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用[D]. 汪婉萍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]雞蛋新鮮度多指標(biāo)融合光譜無(wú)損檢測(cè)方法研究[D]. 董曉光.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[3]基于近紅外光譜分析的大豆油質(zhì)量檢測(cè)方法研究[D]. 王立琦.哈爾濱理工大學(xué) 2011
[4]穩(wěn)健回歸技術(shù)及其在光譜分析中的應(yīng)用[D]. 包鑫.浙江大學(xué) 2010
碩士論文
[1]電子自旋共振技術(shù)在評(píng)估堅(jiān)果油脂氧化中的應(yīng)用研究[D]. 孫青青.江南大學(xué) 2019
[2]基于隨機(jī)森林算法的多因子選股模型研究[D]. 李杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]拉曼光譜預(yù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 白靜.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[4]紅外模型結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)用于食品及藥品摻假及安全檢測(cè)[D]. 賈明靜.華北電力大學(xué) 2019
[5]食用油貯藏過(guò)程自動(dòng)氧化變化規(guī)律研究[D]. 徐立榮.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[6]山核桃主要營(yíng)養(yǎng)成分比較及其加工影響的研究[D]. 陳咪佳.浙江農(nóng)林大學(xué) 2017
[7]食用植物油質(zhì)量指標(biāo)拉曼光譜快速檢測(cè)方法研究[D]. 靳曇曇.華東交通大學(xué) 2016
[8]基于拉曼光譜技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的大米品種產(chǎn)地的快速鑒別方法[D]. 孫娟.江南大學(xué) 2016
[9]幾種新型SERS基底上氨基酸和小肽的表面增強(qiáng)拉曼光譜研究[D]. 程洪梅.西南大學(xué) 2016
[10]面向分子振動(dòng)光譜建模的特征波長(zhǎng)選擇新方法與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 楊靜文.浙江大學(xué) 2016
本文編號(hào):3461725
【文章來(lái)源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
拉曼散斯托克斯散射h(v0-v1)
第三章堅(jiān)果油脂氧化指標(biāo)拉曼光譜定量預(yù)測(cè)模型的建立273.2.8實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理利用TheUnscramblerX10.4和RamanAnalyzer軟件對(duì)拉曼數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、預(yù)處理和建模分析,使用R語(yǔ)言進(jìn)行隨機(jī)森林算法,采用Origin8.5作圖。3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.3.1異常數(shù)據(jù)剔除由于儀器、樣本差異和實(shí)驗(yàn)操作以及環(huán)境的變化導(dǎo)致異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn),其存在是影響建模效果的關(guān)鍵因素,因此在用拉曼光譜數(shù)據(jù)建立預(yù)測(cè)定量模型之前應(yīng)予以剔除。為能夠準(zhǔn)確全面篩選出異常樣品及提高模型的預(yù)測(cè)能力,本文采取杠桿值、光譜殘差(X-殘差)和濃度殘差(Y-殘差)三種方法相結(jié)合,更準(zhǔn)確地剔除出異常的油脂樣品。本文將100個(gè)樣品全部作為校正值,分別建立過(guò)氧化值、茴香胺值、羰基價(jià)和共軛烯烴值四種PLSR校正模型,采用留一法進(jìn)行交互驗(yàn)證,對(duì)所有校正樣品進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)結(jié)果如圖3-2、圖3-3和圖3-4所示。圖3-2100個(gè)油脂樣品預(yù)測(cè)結(jié)果分布圖a-過(guò)氧化值;b-茴香胺值;c-羰基價(jià);d-共軛二烯值Fig.3-2Distributionplotofpredictionresultsfor100oilsamplesa-PV;b-p-AV;c-COV;d-CDabcd
第四章基于傅立葉紅外光譜監(jiān)測(cè)油脂氧化過(guò)程及建模分析47高信噪比。本文采用SG平滑、導(dǎo)數(shù)(1stD和2ndD)、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)量變換(SNV)和多元散射校正(MSC)預(yù)處理方法。4.2.6特征波數(shù)范圍的選擇在建模過(guò)程中,光譜的波數(shù)范圍范圍選擇非常關(guān)鍵,選擇的范圍過(guò)少,會(huì)遺漏一些重要的信息;選擇的范圍過(guò)多,會(huì)包含一些干擾信息,影響建模結(jié)果。因此選擇合適的波數(shù)范圍并能表征油脂結(jié)構(gòu)信息對(duì)建模是十分重要的。4.2.7實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理通過(guò)OMNIC軟件進(jìn)行光譜采集和處理,利用UnscramblerX分析軟件進(jìn)行模型的建立,根據(jù)建立的模型預(yù)測(cè)油脂氧化指標(biāo)的濃度,采用Origin8.5作圖。4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析4.3.1基于紅外光譜堅(jiān)果油脂的表征400~4000cm-1光譜范圍內(nèi)8種堅(jiān)果油脂紅外光譜如圖4-1所示,8種堅(jiān)果油脂的FT-IR光譜圖非常相似。從圖中可以看出,油脂的紅外光譜在3008、2924、2854、1747、1657、1464、1377、1238、1163、1099、966和723cm-1處有吸收峰,這些譜峰與堅(jiān)果油脂化學(xué)結(jié)構(gòu)中存在的官能團(tuán)有關(guān),揭示了組分特有的獨(dú)特特征。圖4-1八種堅(jiān)果油脂完整傅立葉紅外光譜圖Fig.4-1FT-IRspectraof8typesofnutoils3008cm-1處為堅(jiān)果油脂烯烴不飽和C原子上C-H伸縮振動(dòng),2924cm-1處為亞甲基(-CH2)不對(duì)稱伸縮振動(dòng),2854cm-1處為甲基(-CH3)對(duì)稱伸縮振動(dòng),1746cm-1處為甘油三酯羰基(-C=O)伸縮振動(dòng),1464cm-1處為亞甲基(-CH2)彎曲振動(dòng),1377cm-1處為甲基(-CH3)彎曲振動(dòng),1238cm-1、1163cm-1、1098cm-1處為酯基團(tuán)(-C-O)伸縮振動(dòng),966cm-1可歸因于反式雙鍵(-C-H)的平面外變形振動(dòng),723cm-1處是順式取50010001500200025003000350040000.1西瓜籽油夏威夷果油花生油杏仁油腰果油葵花籽油紅松仁油榛子油7239661099
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]拉曼光譜結(jié)合偏最小二乘法對(duì)食用油品質(zhì)快速檢測(cè)研究[J]. 杜馨,孫曉榮,劉翠玲,李敬琪,李睿雯. 中國(guó)釀造. 2019(12)
[2]基于拉曼光譜分析配送食物中的脂質(zhì)氧化[J]. 張勝來(lái). 現(xiàn)代食品科技. 2019(08)
[3]加速氧化過(guò)程中不同植物油的穩(wěn)定性研究[J]. 黃雨洋,齊寶坤,趙城彬,李楊,張爽. 中國(guó)食品學(xué)報(bào). 2019(01)
[4]拉曼光譜技術(shù)在毒品檢測(cè)應(yīng)用中的研究進(jìn)展[J]. 趙璟悠,王勇,張冠男. 中國(guó)刑警學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]堅(jiān)果類食品氧化及抗氧化研究進(jìn)展[J]. 郜海燕,陳杭君,穆宏磊,房祥軍,周擁軍. 中國(guó)食品學(xué)報(bào). 2017(11)
[6]光譜預(yù)處理方法綜述[J]. 張津源,朱海濤. 西部皮革. 2017(16)
[7]5種不同植物油脂氧化程度與脂肪酸比例變化的相關(guān)性研究[J]. 丁儉,齊寶坤,王立敏,王中江,隋曉楠,李楊,江連洲,楊淇文. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào). 2017(08)
[8]拉曼光譜的研究進(jìn)展[J]. 阿迪力·伊敏,艾尼瓦爾·吾術(shù)爾,沙依甫加馬力·達(dá)吾來(lái)提. 西部皮革. 2017(12)
[9]拉曼光譜測(cè)定食品油脂的氧化[J]. 林新月,朱松,李玥. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]基于近紅外光譜技術(shù)的柑橘罐頭品質(zhì)測(cè)定方法的研究[J]. 曹江娜,張俊,陸勝民. 食品工業(yè)科技. 2016(04)
博士論文
[1]化學(xué)計(jì)量學(xué)方法在復(fù)雜體系譜學(xué)數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用[D]. 汪婉萍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]雞蛋新鮮度多指標(biāo)融合光譜無(wú)損檢測(cè)方法研究[D]. 董曉光.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[3]基于近紅外光譜分析的大豆油質(zhì)量檢測(cè)方法研究[D]. 王立琦.哈爾濱理工大學(xué) 2011
[4]穩(wěn)健回歸技術(shù)及其在光譜分析中的應(yīng)用[D]. 包鑫.浙江大學(xué) 2010
碩士論文
[1]電子自旋共振技術(shù)在評(píng)估堅(jiān)果油脂氧化中的應(yīng)用研究[D]. 孫青青.江南大學(xué) 2019
[2]基于隨機(jī)森林算法的多因子選股模型研究[D]. 李杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]拉曼光譜預(yù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 白靜.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[4]紅外模型結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)用于食品及藥品摻假及安全檢測(cè)[D]. 賈明靜.華北電力大學(xué) 2019
[5]食用油貯藏過(guò)程自動(dòng)氧化變化規(guī)律研究[D]. 徐立榮.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[6]山核桃主要營(yíng)養(yǎng)成分比較及其加工影響的研究[D]. 陳咪佳.浙江農(nóng)林大學(xué) 2017
[7]食用植物油質(zhì)量指標(biāo)拉曼光譜快速檢測(cè)方法研究[D]. 靳曇曇.華東交通大學(xué) 2016
[8]基于拉曼光譜技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的大米品種產(chǎn)地的快速鑒別方法[D]. 孫娟.江南大學(xué) 2016
[9]幾種新型SERS基底上氨基酸和小肽的表面增強(qiáng)拉曼光譜研究[D]. 程洪梅.西南大學(xué) 2016
[10]面向分子振動(dòng)光譜建模的特征波長(zhǎng)選擇新方法與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 楊靜文.浙江大學(xué) 2016
本文編號(hào):3461725
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