一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法与流程

本发明涉及一种植物油光谱检测技术，特别涉及一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法。

背景技术：

国内橄榄油的检测周期较长，检测标准(国家标准《橄榄油、油橄榄果渣油》GB23347-2009)陈旧，难以满足对日益增长的橄榄油进口量的检测。由此导致的乱象是海关在进行橄榄油检测时往往抽检力度不足；海关质检分类后的橄榄油，在国内进行灌装和重贴标签后，二次检测力度不够，主要原因是具备橄榄油检测资质的单位或机构少之又少，因此在橄榄油供应链的各个环节上出现缺口。

中国专利(公开号：CN 201510438841.5)提出一种鉴别植物油种类的方法，该方法不仅能对植物油种类进行定性鉴别，也可以进行掺伪的定量分析，但是该方法需要检测人员具有丰富的光谱检测经验，要分析样品在多个波长下光谱强度来确定植物油的种类及掺伪量，因此这种检测方法强调的是有限个波长的光谱强度，因此难免会出现光谱信息的丢失。本发明从考虑光谱的全部信息出发，通过分析连续波段的光谱信息，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段。通过分析不同植物油在该波段的光谱曲线相关系数，从而鉴别出特级初榨橄榄油。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法。解决国内特级初榨橄榄油检测效率低、检测技术难推广的问题，实现对特级初榨橄榄油的准确鉴别。

一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法，首先要对不同种类、不同品牌的植物油进行编号并进行空比色皿在320—780nm波段的光谱基准处理；其次将不同种类、不同品牌的植物油分别注入比色皿中并测量320—780nm波段的吸收光谱曲线；最后分别比对不同波段下，特级初榨橄榄油与其他种类植物油光谱曲线的相关系数，通过相关系数的大小反映出光谱曲线的相似度来鉴别出特级初榨橄榄油；

一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法，包括以下步骤：

1对不同种类、不同品牌的植物油进行编号；

2将空比色皿放入分光光度计中并进行320—780nm波段内的光谱基准处理；

3分别将标有编号的不同种类、不同品牌的植物油倒入空比色皿中，分光分度计分别测量不同编号的植物油可见光吸收光谱并作为原始光谱数据；

4储存原始光谱数据，求特级初榨橄榄油分别在320—780nm、400—700nm、500—700nm、520—700nm及650—700nm波段内，与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数。相关系数r定义为：

采用相关系数评估各种植物油可见吸收光谱的相似性；

5对原始的光谱数据在320—780nm波段进行归一化处理，求原始光谱数据归一化后，特级初榨橄榄油分别在320—780nm、400—700nm、500—700nm、520—700nm及650—700nm波段内，与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数；

6在原始光谱数据下，对比每个波段下的光谱相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段，分析该波段特级初榨橄榄油与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数。

7在归一化的光谱数据下，对比每个波段下的光谱相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段，分析该波段特级初榨橄榄油与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数。

8分别比对原始数据和归一化数据最优波段的光谱相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段，并以此为根据鉴别特级初榨橄榄油。

所述的一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法，其特征在于，所述求原始光谱数据下特级初榨橄榄油分别在不同波段内，与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的520—700nm波段。

所述的一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法，其特征在于，所述求原始光谱数据归一化后特级初榨橄榄油分别在不同波段内，与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的520—700nm波段。

所述的一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法，其特征在于，原始数据下，在520—700nm波段处特级初榨橄榄油与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数最优，并能准确的鉴别出特级初榨橄榄油。

所述分别比对原始数据和归一化数据最优波段的光谱相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段，原始数据中特级初榨橄榄油与其他种类植物油的可见吸收光谱曲线相关系数在0.0607—0.2433之间，与其他等级橄榄油的可见吸收光谱曲线相关系数在0.1946—0.8358之间，与同等级特级初榨橄榄油的可见吸收光谱曲线相关系数在0.9973—0.9996之间。

附图说明

图1为不同数据类型不同波段全部植物油的光谱曲线，

图1(1)为原始数据在320—780nm光谱曲线；

图1(2)为数据归一化后在320—780nm光谱曲线；

图1(3)为原始数据在400—700nm光谱曲线；

图1(4)为数据归一化后在400—700nm光谱曲线；

图1(5)为原始数据在500—700nm光谱曲线；

图1(6)为数据归一化后在500—700nm光谱曲线；

图1(7)为原始数据在520—700nm光谱曲线；

图1(8)为数据归一化后在520—700nm光谱曲线；

图1(9)为原始数据在650—700nm光谱曲线；

图1(10)为数据归一化后在650—700nm光谱曲线；

图2为不同数据类型不同波段全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(1)为原始数据在320—780nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(2)为数据归一化后在320—780nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(3)为原始数据在400—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(4)为数据归一化后在400—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(5)为原始数据在500—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(6)为数据归一化后在500—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(7)为原始数据在520—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(8)为数据归一化后在520—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(9)为原始数据在650—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图2(10)为数据归一化后在650—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图3为不同数据类型520—700nm波段全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图3(1)为原始数据在520—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图3(2)为数据归一化后在520—700nm全部植物油的光谱曲线相关系数雷达图；

图中：1.茶油；2.玉米油；3.菜籽油；4.第一稻米油；5.第二稻米油；6.第一特级初榨橄榄油；7.第二特级初榨橄榄油；8.第三特级初榨橄榄油；9.花生油；10.橄榄果渣油；11.第一精炼橄榄油；12.第二精炼橄榄油；13.第一葵花油；14.第二葵花油；15.大豆油。

具体实施方式

现根据附图和实施例对本发明作进一步说明。一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法，首先要对不同种类、不同品牌的植物油进行编号并进行空比色皿在320—780nm波段的光谱基准处理；其次将不同种类、不同品牌的植物油分别注入比色皿中并测量320—780nm波段的吸收光谱曲线；最后分别比对不同波段下，特级初榨橄榄油与其他种类植物油光谱曲线的相关系数，通过相关系数的大小反映出光谱曲线的相似度来鉴别出特级初榨橄榄油；

一种基于光谱曲线相关系数鉴别特级初榨橄榄油的方法，包括以下步骤：

1对不同种类、不同品牌的植物油进行编号；

2将空比色皿放入分光光度计中并进行320—780nm波段内的光谱基准处理；

3分别将标有编号的不同种类、不同品牌的植物油倒入空比色皿中，分光分度计分别测量不同编号的植物油可见光吸收光谱并作为原始光谱数据；

4储存原始光谱数据，求特级初榨橄榄油分别在320—780nm、400—700nm、500—700nm、520—700nm及650—700nm波段内，与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数。相关系数r定义为：

采用相关系数评估各种植物油可见吸收光谱的相似性；

5对原始的光谱数据在320—780nm波段进行归一化处理，求原始光谱数据归一化后，特级初榨橄榄油分别在320—780nm、400—700nm、500—700nm、520—700nm及650—700nm波段内，与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数；

6在原始光谱数据下，对比每个波段下的光谱相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段，分析该波段特级初榨橄榄油与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数。

7在归一化的光谱数据下，对比每个波段下的光谱相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段，分析该波段特级初榨橄榄油与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数。

8分别比对原始数据和归一化数据最优波段的光谱相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段，并以此为根据鉴别特级初榨橄榄油。

所述求原始光谱数据下特级初榨橄榄油分别在不同波段内，与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的520—700nm波段。

所述求原始光谱数据归一化后特级初榨橄榄油分别在不同波段内，与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的520—700nm波段。

原始数据下，在520—700nm波段处特级初榨橄榄油与不同种类植物油及不同等级橄榄油可见吸收光谱曲线的相关系数最优，并能准确的鉴别出特级初榨橄榄油。

所述所述可采用相关系数评估各种植物油可见吸收光谱的相似性，相关系数r可定义为下式：

|r|的取值范围在0—1之间，其大小可以反映出不同光谱曲线指纹特征的相似度，即当|r|＝1时，不同光谱曲线指纹特征完全一样；当|r|越小时，反映出的光谱曲线指纹特征相似度越低。

所述分别比对原始数据和归一化数据最优波段的光谱相关系数，找到最具有代表特级初榨橄榄油光谱特性的波段，原始数据中特级初榨橄榄油与其他种类植物油的可见吸收光谱曲线相关系数在0.0607—0.2433之间，与其他等级橄榄油的可见吸收光谱曲线相关系数在0.1946—0.8358之间，与同等级特级初榨橄榄油的可见吸收光谱曲线相关系数在0.9973—0.9996之间。

本发明可实现特级初榨橄榄油的快速鉴别，对规范国内橄榄油市场具有重要的意义。