[发明专利]基于共线双脉冲LIBS技术快速检测食用油中苯并芘含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及食品检测技术领域，具体为一种基于共线双脉冲LIBS技术快速检测食用油中苯并芘含量的方法。

背景技术

苯并芘又称苯并(a)芘，英文缩写BaP，是一种高活性间接致癌物，对人体的危害巨大。人体摄入后在氧化酶的作用下产生最终致癌物，导致胃癌、肝癌、肠癌等恶性肿瘤的发生。此外，苯并(a)芘还具有致畸性及致突变性，可导致DNA 损伤及哺乳类动物精子畸变等。而食用油是人们生活的必需品，近年来食用油中苯并(a)芘含量超标的食品安全事件频发，严重危害着人们的身体健康。因此，有必要对食用油中的苯并(a)芘含量进行检测，以消除潜在的安全隐患。

目前，食用油中苯并(a)芘的检测方法主要有荧光分光光度法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法等；上述方法存在操作过程繁琐、耗时长、成本高等缺点，不能满足食用油生产加工过程的苯并(a)芘含量实时监测及现场快速抽样检测。共线双脉冲-激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是采用两束共线激光依次照射样品，诱导产生等离子体，通过分析光谱仪获取的激光等离子体光谱信号来检测物质成分含量。而随着共线双脉冲-激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的日趋成熟，如何通过共线双脉冲-激光诱导击穿光谱(LIBS)技术诱导产生等离子体，并利用分析光谱仪获取激光等离子体光谱信号来检测物质成分含量，无需样品预处理，非破坏性、快速实时检测食用油中的苯并(a)芘含量已经成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于共线双脉冲LIBS技术快速检测食用油中苯并芘含量的方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

基于共线双脉冲LIBS技术快速检测食用油中苯并芘含量的方法，首先收集不同来源及具有不同苯并芘含量的食用油样本，而后对收集的食用油样本分析处理并建立苯并芘含量预测模型，最后将待测食用油进行处理后输入建立的苯并芘含量预测模型中，可快速获得待测食用油的苯并芘含量，具体步骤如下：

1）收集不同来源及不同苯并芘含量的食用油样本；

2）利用双脉宽固体激光器产生两束共线激光，并依次照射于步骤1）中收集的食用油样本表面，以产生食用油样本等离子体；

3）通过光谱仪获取步骤2）中产生的食用油样本等离子体光谱信号，并对食用油样本等离子体光谱信号进行预处理：采用小波分析去除食用油样本等离子体光谱信号中的噪声，且对食用油样本等离子体光谱强度进行归一化处理；

4）测定步骤1）中收集的食用油样本中的苯并芘真实含量；

5）利用遗传算法和蚁群算法提取步骤3）中预处理后的食用油样本等离子体光谱中苯并芘的特征波长，即先利用遗传算法筛选食用油样本等离子体光谱的波长变量，在筛选的基础上采用蚁群算法获取食用油样本苯并芘的特征波长；

6）提取步骤5）中获取的苯并芘特征波长的光谱强度，并应用Hopfield神经网络将提取的苯并芘特征波长光谱强度与步骤4）中测定的苯并芘真实含量值进行关联，建立苯并芘含量预测模型；

7）利用双脉宽固体激光器产生两束共线激光，并依次照射于待测食用油表面，以产生待测食用油等离子体，并通过光谱仪获取待测食用油的等离子体光谱信号；

8）对步骤7）中获取待测食用油的等离子体光谱信号进行预处理，即采用小波分析去除待测食用油的等离子体光谱信号中的噪声，并对待测食用油等离子体光谱强度进行归一化处理；

9）提取步骤8）中预处理后的待测食用油的等离子体光谱中苯并芘特征波长的光谱强度，并将提取的待测食用油的等离子体光谱中苯并芘特征波长的光谱强度输入到步骤6）中建立的苯并芘含量预测模型中，即可快速获得待测食用油的苯并芘含量。

在本发明中，所述步骤2）中，为防止空气中的元素成分对检测结果造成影响，首先在食用油样本表面喷射氩气流，再利用双脉宽固体激光器产生共线激光，照射在喷射有氩气流的食用油样本表面，以产生食用油样本等离子体。

在本发明中，所述步骤2）中，共线激光照射在食用油样本表面前，通过聚焦透镜进行汇聚，便于对吸附有食用油样本的载体表面进行烧蚀、气化、电离，有利于产生等离子体。

在本发明中，所述步骤4）中对步骤1）中收集的食用油样本中的苯并芘真实含量测定采用国家标准方法GB/T 5009. 27-2003。

在本发明中，所述步骤7）中待测食用油表面喷射有氩气流。