低场核磁共振鉴别食用油品质的方法

摘要

本发明公开了一种低场核磁共振鉴别食用油品质的方法，适用于正品食用油与劣质地沟油的鉴别测量，该方法以正品食用油和劣质地沟油弛豫时间图谱数据的区别为主要鉴别依据，以正品食用油和劣质地沟油的核磁共振信号为主要观察对象，以正品食用油与劣质地沟油的横向弛豫时间图谱数据对比分析为主要手段进行正品食用油与地沟油的快速准确鉴别。本发明方法具有：测量结果准确性高、重复性好、稳定性好、耗时短等优点，易于实现食用油类品质的现场鉴别，为各食用油类品质检测的工作提供可靠油品信息。

权利要求

1.一种低场核磁共振鉴别食用油品质的方法，其特征在于首先针对不同品质的油类样品在相同参数下进行核磁共振信号采集，利用横向弛豫时间谱和横向弛豫时间与扩散系数相关性谱对已知标样进行分析，找出不同品质油类样品的核磁共振测试数据区别，并对同一品质油类样品进行重复性测试验证；然后根据分析的结果将测试数据与油类品质进行对应，确定油类品质与核磁共振数据的相关性；接着，根据不同品质油类的测试数据建立油类品质测试数据库，并形成分析测试标准；最后，通过数据库内的测试数据对未知油类样品进行品质鉴定；

上述方法的具体实施步骤如下：

1)样品测试分析：通过CPMG序列对正品油、劣质油进行横向弛豫分析，并采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出正品油和劣质油的弛豫时间谱，如果二者的弛豫时间谱不完全重叠，则对它们的混合油进行横向弛豫分析，并得出弛豫时间谱；若正品油与劣质油不重叠的部分在混合油中仍然存在，并且同混合油中劣质油含量成比例，则选择该部分作为油类品质鉴别标准；如果正品油与劣质油不重叠的部分在混合油中存在但与混合油不成比例，则通过PGSE-CPMG序列对正品油、劣质油及它们的混合油三者进行横向弛豫时间与扩散系数相关性分析，并采用二维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间与扩散系数相关性谱反演算法，得出正品油、劣质油及其混合油的横向弛豫时间与扩散系数相关性谱，找到该谱中完全独立的正品油或劣质油成分作为油类品质鉴别标准；

2)标样重复性测试：通过对同一品质的正品油或劣质油样品进行两次以上的如步骤

1)所述的测试分析，以了解前后两次或多次测试数据的误差，从而了解低场核磁共振方法在食用油品质鉴定中的误判概率；

3)样品数据库建立：油类品质鉴别标准确立后，根据分析结果将测试数据与油类品质进行对应，确定油类品质与核磁共振数据的相关性，接着，根据不同品质油类样品的核磁共振测试数据建立油类品质测试数据库，以方便食用油品质测量与行业测试标准的形成；

4)样品测量：利用步骤3)建立的数据库里面的测试数据对未知油类样品进行品质鉴定。

2.根据权利要求1所述的低场核磁共振鉴别食用油品质的方法，其特征在于所述步骤

1)中可同时对正品油、劣质油及其混合油进行变温测试，所述变温测试是将指将油类样品进行升温或降温测试，以得出温度对不同油类品质的影响，并找出相关性，从而确定油类品质与温度的相关性。

3.根据权利要求1所述的低场核磁共振鉴别食用油品质的方法，其特征在于所述步骤

3)具体是根据所确定的油类品质鉴别标准，以混合油中该部分信号占整体样品信号的比例为Y，混合油中的正品油或劣质油含量为X，进行一次线性拟合得到拟合直线y＝kX+b，则y为Y的测量值；按照标样信号测量的方式分析样品，找到标样信号区域对应的样品信号y；

利用定标线以及样品分析中得到的y值计算样品中的正品油或劣质油含量X，从而找出不同品质油类样品的区别并以此建立油类品质测试数据库。

说明书

低场核磁共振鉴别食用油品质的方法

技术领域

[0001] 本发明属于低场核磁共振油类品质分析领域，具体涉及一种低场核磁共振鉴别食用油品质的方法。

背景技术

[0002] 人们每天都直接或间接的进食一定量的食用油或食用油处理过的食品。食用油的品质与人类的疾病与健康直接相关。近年来，全国各地出现不法分子收集餐饮废油脂或劣质油(地沟油)，加工处理后，以极低价格卖给饮食店、油脂作坊，掺入食用油中谋取暴利。地沟油成分复杂，含有多种有毒有害成分。

[0003] 虽然地沟油的多项理化指标都有别于正常的食用油脂，但经过精炼的“地沟油”，从外观和感官上很难与普通食用油区分。目前地沟油检测方法有不少，但是存在不能用一种检测方法检测所有来源“地沟油”的缺陷(不同来源“地沟油”特点不同)。且检测误差大，有误判的可能。如果“地沟油”掺入含量较少时，则无法检测。因此，为了保障食用油品质安全，迫切需要一种能够快速鉴别地沟油掺伪的可食用油的可靠检测方法。

[0004] 如今，餐饮行业每天消耗大量的食用油，但油的品质一直没有更好的途径与手段进行检验。市场上也涌现了各种各样的劣质油品，其中地沟油就属其中一种。

[0005] 低场核磁共振分析技术通过弛豫时间图谱数据分析能快速准确的区分正品食用油与地沟油的差别。与传统的油脂测伪测量方法相比，核磁共振法能够保持样品的完整性，是一种非破坏性的检测手段；操作方法简单快速，测量精确，重复性高；样品无需添加溶剂，定量测定无需标样；测量结果不受材料样本大小与外观色泽的影响，且操作员的技术和判断影响较小。因此，核磁共振技术是一种非常有潜力的油脂快速测伪新技术。

[0006] 本发明充分认识到食用油品质鉴别的重要性与必要性，并认识到了核磁共振弛豫时间分析方法在油类品质鉴别的巨大优势，采用弛豫时间图谱数据鉴别油品品质不仅能大大提高检测速度与准确性，同时也使得现场油品品质鉴定成为可能。

发明内容

[0007] 本发明目的是：提供一种低场核磁共振鉴别食用油品质的方法，该方法不但能够适于各种食用油的品质测量，而且测试速度快、准确性高、稳定性好，是一种能够真正运用于实际食用油类品质鉴别工作当中的，行之有效的地沟油掺伪可食用油品质鉴别检测方法。

[0008] 本发明的技术方案是：一种低场核磁共振鉴别食用油品质的方法，其特征在于首先针对不同品质的油类样品在相同参数下进行核磁共振信号采集，利用横向弛豫时间谱和横向弛豫时间与扩散系数相关性谱对已知标样进行分析，找出不同品质油类样品的核磁共振测试数据区别，并对同一品质油类样品进行重复性测试验证；然后根据分析的结果将测试数据与油类品质进行对应，确定油类品质与核磁共振数据的相关性；接着，根据不同品质油类的测试数据建立油类品质测试数据库，并形成分析测试标准；最后，通过数据库内的测试数据对未知油类样品进行品质鉴定。

[0009] 本发明方法具体的实施步骤如下：

[0010] 1)样品测试分析：通过CPMG序列对正品油、劣质油进行横向弛豫分析，并采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出正品油和劣质油的弛豫时间谱，如果二者的弛豫时间谱不完全重叠，则对它们的混合油进行横向弛豫分析，并得出弛豫时间谱；若正品油与劣质油不重叠的部分在混合油中仍然存在，并且同混合油中劣质油含量成比例，则选择该部分作为油类品质鉴别标准；如果正品油与劣质油不重叠的部分在混合油中存在但与混合油不成比例，则通过PGSE-CPMG序列对正品油、劣质油及它们的混合油三者进行横向弛豫时间与扩散系数相关性分析，并采用二维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间与扩散系数相关性谱反演算法，得出正品油、劣质液及其混合油的横向弛豫时间与扩散系数相关性谱，找到该谱中完全独立的正品油或劣质油成分作为油类品质鉴别标准；

[0011] 2)标样重复性测试：通过对同一品质的正品油或劣质油样品进行两次以上的如步骤1)所述的测试分析，以了解前后两次或多次测试数据的误差，从而了解低场核磁共振方法在食用油品质鉴定中的误判概率；

[0012] 3)样品数据库建立：油类品质鉴别标准确立后，根据分析结果将测试数据与油类品质进行对应，确定油类品质与核磁共振数据的相关性，接着，根据不同品质油类样品的核磁共振测试数据建立油类品质测试数据库，以方便食用油品质测量与行业测试标准的形成；

[0013] 4)样品测量：利用步骤3)建立的数据库里面的测试数据对未知油类样品进行品质鉴定。

[0014] 本发明方法所述步骤1)中可同时对正品油、劣质油及其混合油进行变温测试，所述变温测试是指将油类样品进行升温或降温测试，以得出温度对不同油类品质的影响，并找出相关性，从而确定油类品质与温度的相关性。

[0015] 本发明方法所述步骤3)具体是根据所确定的油类品质鉴别标准，以混合油中该部分信号占整体样品信号的比例为Y，混合油中的正品油或劣质油含量为X，进行一次线性拟合得到拟合直线y＝kX+b，则y为Y的测量值；按照标样信号测量的方式分析样品，找到标样信号区域对应的样品信号y；利用定标线以及样品分析中得到的y值计算样品中的正品油或劣质油含量X，从而找出不同品质油类样品的区别并以此建立油类品质测试数据库。

[0016] 本发明方法中涉及的CPMG序列是用于横向弛豫分析的常规核磁脉冲序列；而PGSE-CPMG序列则是用于横向弛豫与扩散相关性分析的常规核磁脉冲序列；同时本发明中涉及的一维反拉普拉斯算法是用于弛豫时间谱反演的常规算法；而二维反拉普拉斯算法则是用于横向弛豫时间与扩散系数相关性谱反演的常规算法。

[0017] 本发明的优点是：

[0018] 1.本发明方法能保证快速、准确的对食用油样品进行核磁共振分析测试，以便了解食用油样品的品质，从而快速、准确的鉴别劣质油品，为人们的饮食提供质量保证。与传统的方法相比，本发明方法不仅提高了检测速度，而且检测的准确性和稳定性也大大提高。

[0019] 2、本发明方法对于食用油样品品质的检测速度快，耗时短，整个测试基本可在4分钟以内完成。

附图说明

[0020] 图1为纯大豆油样品的弛豫时间谱；

[0021] 图2为加入2％煎炸油样品后的大豆油样品弛豫时间谱；

[0022] 图3为加入5％煎炸油样品后的大豆油样品弛豫时间谱；

[0023] 图4为加入10％煎炸油样品后的大豆油样品弛豫时间谱；

[0024] 图5为加入20％煎炸油样品后的大豆油样品弛豫时间谱；

[0025] 图6为加入50％煎炸油样品后的大豆油样品弛豫时间谱；

[0026] 图7为加入100％煎炸油样品后的大豆油样品弛豫时间谱；

[0027] 图8为煎炸老油含量与小峰比例相关性图。

具体实施方式

[0028] 实施例：本发明公开了一种低场核磁共振鉴别食用油品质的方法，其具体实施步骤如下：

[0029] 1)样品测试分析：通过CPMG序列对正品油、劣质油进行横向弛豫分析，并采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出正品油和劣质油的弛豫时间谱，如果二者的弛豫时间谱不完全重叠，则对它们的混合油进行横向弛豫分析，并得出弛豫时间谱；若正品油与劣质油不重叠的部分在混合油中仍然存在，并且同混合油中劣质油含量成比例，则选择该部分作为油类品质鉴别标准；如果正品油与劣质油不重叠的部分在混合油中存在但与混合油不成比例，则通过PGSE-CPMG序列对正品油、劣质油及它们的混合油三者进行横向弛豫时间与扩散系数相关性分析，并采用二维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间与扩散系数相关性谱反演算法，得出正品油、劣质液及其混合油的横向弛豫时间与扩散系数相关性谱，找到该谱中完全独立的正品油或劣质油成分作为油类品质鉴别标准；

[0030] 2)标样重复性测试：通过对同一品质的正品油或劣质油样品进行两次以上的如步骤1)所述的测试分析，以了解前后两次或多次测试数据的误差，从而了解低场核磁共振方法在食用油品质鉴定中的误判概率；

[0031] 3)样品数据库建立：油类品质鉴别标准确立后，根据分析结果将测试数据与油类品质进行对应，确定油类品质与核磁共振数据的相关性，接着，根据不同品质油类样品的核磁共振测试数据建立油类品质测试数据库，以方便食用油品质测量与行业测试标准的形成；

[0032] 4)样品测量：利用步骤3)建立的数据库里面的测试数据对未知油类样品进行品质鉴定。

[0033] 所述步骤1)中可同时对正品油、劣质油及其混合油进行变温测试，所述变温测试是将指将油类样品进行升温或降温测试，以得出温度对不同油类品质的影响，并找出相关性，从而确定油类品质与温度的相关性。

[0034] 所述步骤3)具体是根据所确定的油类品质鉴别标准，以混合油中该部分信号占整体样品信号的比例为Y，混合油中的正品油或劣质油含量为X，进行一次线性拟合得到拟合直线y＝kX+b，则y为Y的测量值；按照标样信号测量的方式分析样品，找到标样信号区域对应的样品信号y；利用定标线以及样品分析中得到的y值计算样品中的正品油或劣质油含量X，从而找出不同品质油类样品的区别并以此建立油类品质测试数据库。

[0035] 本发明方法中涉及的CPMG序列是用于横向弛豫分析的常规核磁脉冲序列；而PGSE-CPMG序列则是用于横向弛豫与扩散相关性分析的常规核磁脉冲序列；同时本发明中涉及的一维反拉普拉斯算法是用于弛豫时间谱反演的常规算法；而二维反拉普拉斯算法则是用于横向弛豫时间与扩散系数相关性谱反演的常规算法。

[0036] 以下为采用上述方法进行食用油品质鉴别的具体试验例：

[0037] 一、该试验的目的是：

[0038] 1、测试不同品质油的核磁共振信号差别；

[0039] 2、在正品油中加入不同量的劣质油，检测信号差别，并找出正品油中加入劣质油含量的测试方法；

[0040] 3、建立核磁与油品品质的测试模型；

[0041] 二、试验材料

[0042] 选择正品大豆油、煎炸面粉后的煎炸老油、核磁试管、无核磁信号小瓶[0043] 三、试验仪器

[0044] MicroMR磁共振成像分析仪

[0045] 四、试验样品的制备

[0046] 1、总共7个油样品，包括纯大豆油样品，另外六个样品为在正品大豆油样品中分别加入2％、5％、10％、20％、50、100％质量份的煎炸老油制得；2、所有油样品的质量均相同；3、所有油样品均放入同一类型且无核磁信号的小瓶中；

[0047] 五、试验过程

[0048] 采用MicroMR磁共振成像分析仪对样品进行测试分析，具体是先采用CPMG序列测量7个样品的T2弛豫时间后，再采用一维反拉普拉斯算法作为横向弛豫时间谱反演算法，得出各样品的弛豫时间谱，见图1～图7；从7幅图中可以看到，纯大豆油样品与加入煎炸老油后的样品的主要差别是加入煎炸老油的样品在测试结果中会出现一个短弛豫的小峰，图2至图7中均标示了小峰比例占总信号比例的关系，可以看到，当往纯大豆油样品中加入不同含量的煎炸老油时，随着煎炸老油加入量的增加，小峰的面积也在逐渐增大，以下表格揭示的是小峰所对应的变化趋势：

[0049] 煎炸老油含量(％) 小峰信号所占比例(％)

[0050] 0 0

[0051] 2 0.25

[0052] 5 0.36

[0053] 10 0.68

[0054] 20 0.9

[0055] 50 2.38

[0056] 100 5.18

[0057] 从上表数据可以看出，随着煎炸老油含量的增加，小峰所占比例也在逐渐增加，图8是煎炸老油含量与小峰比例相关性图，以混合油中各小峰占整体样品信号的比例为Y，混合油中的煎炸老油含量为X，进行一次线性拟合得到拟合直线y＝0.0502X+0.0506，y为Y的测量值；可以看出煎炸老油的含量与小峰面积呈现出非常好的相关性。按照标样信号测量的方式分析随机油类品质样品(非本试验所制备)，找到标样信号区域对应的样品信号y；利用定标线以及样品分析中得到的y值计算样品中的煎炸老油含量X，从而找出不同品质油类样品的区别并以此建立油类品质测试数据库，以方便食用油品质测量与行业测试标准的形成；从而找出不同品质油类样品的区别并以此建立油类品质测试数据库。最后利用上述建立的数据库里面的测试数据对未知油类样品进行品质鉴定。

[0058] 上述实验已经可以证明低场核磁测试方法可以测得在正品大豆油中加入2％或以上煎炸老油后的油品品质鉴别，并能准确测试样品中所加入煎炸老油的含量。建议进行盲测验证。从测试数据与测试结果来看，低场核磁共振鉴别食用油品质的方法是一种非常快速便捷的测试方法，且能得到精确的测试数据，为油品品质分析与品质检测提供了一种快速无损的检测方法。