基于低场核磁共振技术的食用油品质鉴别方法

论文总字数：39290字

摘 要

食用油的品质是事关国计民生的饮食健康问题。低场核磁共振（LF-NMR）技术作为一种新型、快速且无损的检测手段，现已被广泛应用于医疗与生物检测领域。然而，低场核磁共振技术在食用油脂品质鉴别方面的应用还缺乏一种可靠的分析方法。本文基于低场核磁共振检测仪器，利用五种不同油脂的LF-NMR弛豫特性定量建模，分析油脂样本种类、样本腔温度、煎炸时间与其低场核磁共振信号的相关性，找出其间的定性规律，建立相关数学模型，用于鉴别食用油脂品质的优劣。本文取得的创新成果如下：

1.利用指数拟合（单次、二次、三次）以及反拉普拉斯变换两种手段对原始核磁共振信号解谱，以获得各个样本的相关表征参数。利用制备的煎炸油（煎炸0-100h每4h取一样本并编号），分别测得五种不同成分的食用油在七个不同温度下（样本腔-6℃至30℃）的核磁共振信号（横向弛豫过程中的CPMG衰减曲线）。通过指数拟合及ILT反演，每个样本各得到24个表征参数。

2.探究了不同煎炸时间的同种油脂及相同煎炸时间的不同油脂的弛豫信号差异分别于样本腔温度的关系。讨论了为建立预测食用油煎炸时间的模型应当考虑的因素。

3.对大豆油在七个不同温度下的核磁共振信号，综合24个表征参数及样本腔温度，利用SPSS22.0软件建立了煎炸时间与其样本腔温度及横向弛豫信号的多元回归模型。利用该模型预测食用油煎炸时间并讨论其效果。

关键词：低场核磁共振，食用油品质，反拉普拉斯

Abstract

The quality of the cooking oil is a matter of national economy and people's livelihood of diet health problems.Low field nuclear magnetic resonance (LF - NMR) technology as a new, quick and nondestructive detection means, has been widely used in the field of medical and biological detection.However, low field nuclear magnetic resonance (NMR) technology in edible oils quality identification application is in the lack of a reliable analysis method.This article is based on low field nuclear magnetic resonance (NMR) testing instruments, the use of five different grease LF - NMR relaxation characteristics of quantitative modeling, analysis of oil sample type and sample chamber temperature and frying time and its the correlation of low field nuclear magnetic resonance (NMR) signal, find out in the law of qualitative, establish relevant mathematical model, used to identify the actor bad of character of edible oils and fats.This article innovation achievements are as follows:
1. Using the exponential fitting (single, twice, three times) and inverse Laplace transform two kinds of methods about the solutions of the original nuclear magnetic resonance (NMR) signal, the related characterization parameters for each sample.With preparation of frying oil (Fried 0-100 - h as this and numbered every 4 h), respectively measured five different composition of cooking oil in seven different temperatures (sample chamber - 6 ℃ to 30 ℃) of the nuclear magnetic resonance (NMR) signal attenuation curve CPMG) in the process of (transverse relaxation.Through index fitting and ILT inversion, each sample get 24 characterization parameters.
2. To explore the same at different time of frying oil and Fried same time relaxation signal difference respectively different grease in the sample chamber temperature.Discussed in order to establish the model of predicting oil frying time factors should be considered.
3. Of soybean oil in seven different temperatures of nuclear magnetic resonance (NMR) signal, synthetic 24 characterization parameters and the sample chamber temperature, using SPSS22.0 software established the frying time and sample temperature and transverse relaxation signal of multivariate regression model.Use the model to predict oil frying time and its effect are discussed.

Keywords: LF-NMR , edible oil quality , inverse Laplace

目录

摘要 I

Abstract III

目录 V

第一章 绪论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 国内外研究现状 1

1.1.3 课题研究内容及意义 2

1.2 核磁共振理论 2

1.2.1 核磁共振条件 2

1.2.2 弛豫时间的测量 4

1.2.3 核磁共振仪器 5

1.3 课题内容及架构 7

1.3.1 研究内容 7

1.3.2 重点难点 7

1.3.3 论文组织结构 7

第二章 实验方案设计 9

2.1 煎炸油的制备 9

2.1.1 样本来源与编号 9

2.1.2 制备过程 10

2.2 实验参数选择 10

2.2.1 磁场设定 10

2.2.2 采样参数 11

2.2.3 温度区间 12

2.3 横向弛豫时间的测量 12

2.4 小结 15

第三章 原始数据处理 17

3.1 CPMG衰减曲线 17

3.2 指数拟合 17

3.3 ILT反演 19

3.4 小结 21

第四章 化学检测与对照分析 23

4.1 煎炸油的化学特征 23

4.1.1 食用煎炸油质量标准 23

4.1.2 样本的品质标定 23

4.2 样本腔温度对横向弛豫信号的影响 23

4.2.1 同种油脂不同煎炸时间的油脂样本的弛豫信号差异 23

4.2.2 不同种油脂相同煎炸时间的油脂样本的弛豫信号差异 27

4.3 多元回归分析 31

4.3.1 变量的选择 31

4.3.2 模型的建立 32

4.3.3 模型分析 35

4.3.4 模型的验证 38

4.4 小结 40

第五章 总结与展望 41

5.1 总结 41

5.2 展望 41

致谢 43

参考文献 45

绪论

课题背景及意义

研究背景

俗话说“民以食为天”，食品安全与生命健康息息相关，近年来屡被曝光的“地沟油”问题却愈演愈烈。食用油品质问题成为了消费者日益关注的重点。

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