用spark光谱传感器找出假冒橄榄油 | 量子荧光|微型光纤光谱仪-ag贵宾会

作者：miriam mowatt，应用科学家

光谱传感器是多种光谱新兴应用的理想之选，包括高价食品原料（诸如橄榄油）的防伪。 有了全新的光谱传感技术（一种类似于检测芯片，起到光谱仪作用的固态光学传感器），海洋光学公司开发出一种重量轻、体积小的光谱传感器，可作为独立型仪器，也可集成到oem设备中。

具有快速获取有意义结果的能力。 因其体积小、速度快和价格优惠，spark比同类设备更适合研究、工艺和oem等多种应用。 在此应用说明中，我们用来检测假冒特级初榨橄榄油，证明spark能检出稀释和掺假的橄榄油样品。

背景

每年，橄榄油行业的产值约在110亿美元左右。优质特级初榨橄榄油的价格高昂，令假冒橄榄油产品成为该行业的巨大威胁。随着橄榄油的最大生产国（西班牙和意大利）受到干旱和疾病的重创，产量剧减，近年来，这一问题明显恶化。

产品的真实性对消费者和企业而言十分重要，诸如掺假和稀释等做法会影响产品质量，甚至造成伤害。光谱分析是区分真正的特级初榨橄榄油和假冒产品的万全之策，即使假冒产品的外观甚至味道都与正品完全相同。在应用说明中，我们用spark可见光光谱传感器来探讨用光谱法区别不同油和调和油的能力。我们将展示是如何鉴别不同油，并检测经稀释的特级初榨橄榄油和用加入叶绿素（一种已知的造假技术）来仿冒特级初榨橄榄油的廉价、低等级油^[2,3]。

确定橄榄油的真实性

颜色是油型的主要直观指标，但光靠肉眼并不总能区分油型。 颜色是主观感受，在不同的光线下发生变化。 此外，可人工调节油的颜色，以冒充不同质量的油。 已知可将诸如叶绿素和β胡萝卜色等植物色素加入油中，伪造特级初榨橄榄油的深色^[2,3]。有时会采用尝味试验，但该试验准确性不佳，且价格昂贵。

图1-根据spark光谱传感器的测定结果，图中显示的4种不同类型的油能明显区分开来。每种油的光谱形状不同，该形状是由油中的有机化合物决定的。

用spark等设备进行光谱分析，能发现不同橄榄油之间更细微的差别。与常见的rgb传感器测定技术相比，光谱分析提高了颜色测定的准确性。这是因为被检测的波长范围扩大，与有限的波长范围相比，能提供更精密的详细数据。

图1显示了多种橄榄油样品的光谱差异。光谱传感技术显示了关于样本的更多细节，在准确性方面要超过其他的方法。而且，即便样本颜色已经非常相似时，该技术也能区分出其中的细微差异。

各油样典型光谱图的差异较为明显，特级初榨橄榄油的光吸收最强。 普通橄榄油的吸光度较低，但仍保持了特级初榨橄榄油的光谱形状。葵花油和菜籽油的光谱形状不同，在430-530 nm波段尤为明显。

依据光谱信息（如图1中检出的吸光特性），用户拥有了鉴定未知油样的强大工具。 虽然spark的分辨率比传统的阵列光谱仪（5.0-9.0 nmfwhm）更低，但根据橄榄油的特征吸收很容易分辨。

图2-用数量递增的普通橄榄油稀释特级初榨橄榄油

监测优质经稀释的优质橄榄油

稀释是最常见的假冒昂贵的特级初榨橄榄油的方法之一。 在图2中，用数量递增的廉价、低质量橄榄油稀释特级初榨橄榄油样品。在稀释度达50%之前，特级初榨橄榄油的深色并无变化，肉眼难以区别这些油样。

表3给出了稀释试验的结果。在查看光谱时，很容易发现各种被稀释的特级初榨橄榄油的吸光度变化。680 nm下的吸收峰的差异尤为明显，在低浓度特级初榨橄榄油中，该吸收峰极低或根本不存在。380-500 nm范围内的光谱特征也揭示了稀释对吸光度的作用。

图3-用spark光谱传感器检测了含不同比率混合的特级初榨橄榄油和普通橄榄油的吸光度。结果显示各稀释品有明显的差别。

图3中的光谱变化表明按照参考品的性质假冒特级初榨橄榄油是完全可能的。为在指定公差范围内鉴定样品，可比对现有样品进行快速的原位检测。即使是微小的光谱差异都是显而易见的，光谱传感技术从而能高效地识别用廉价橄榄油制成的稀释品。

鉴别掺杂油

通过加入叶绿素，低等级的油在外观上会接近特级初榨橄榄油。此外，已知β-胡萝卜素也可用于加深颜色。在我们的检测中，为了能够接近真正橄榄油的外观，分别往葵花油和菜籽油样品中加入了取自菠菜的天然叶绿素。光靠肉眼是无法区分加入叶绿素的葵花油和不加叶绿色的深色菜籽油的。同样也难以区分加入叶绿素的菜籽油和不加叶绿素的普通橄榄油。参见图4。

有了，我们能轻松鉴别这些油。

图4-食用油样品，包括加入叶绿素以加深颜色的油

加入叶绿素能明显改变这些油的吸收光谱，390 nm下的变化尤为明显（图5-7）。 当加入叶绿素后，油的颜色变深，更绿，与原先的浅黄色不同。 加入叶绿素（图7）的菜籽油非常接近廉价橄榄油（图6），但光谱图依然有明显的差别。 吸光度检测是区分这些油的可靠、重复性高的方法，这一工作甚至连我们的眼睛都无法胜任。

图6-肉眼看来，加入叶绿素的低等级橄榄油具有和特级初摘橄榄油一样的深色。 然而，光谱分析能揭示样品间的不同。

图7-制假者常用菜籽油来假冒高等级的橄榄油。菜籽油和特级初摘橄榄油的光谱分析说明了这两者有明显的差别。

结论

研究显示，有了像一样的紧凑型低成本光谱传感器，我们能监测橄榄油的质量，确认油品质量，检出假冒产品。 对于用廉价油稀释的特级初榨橄榄油，和加入叶绿素以模拟橄榄油暗金色特性的廉价油，这一点一并证明。 类似的检测方法还可用于实验室分析、集成到生产线中或整合到其他质量控制仪器中。

体积小、速度快，价值高。它是开发包括紧凑型手持式测量系统在内的oemag真人国际官网的解决方案的理想之选。可用于整个食品供应链中，确保产品的质量和真实性。

参考文献

1. narula, svati kirsten. the coming rise of pure, premium american olive oil. quartz. [online] [cited: may 1, 2015.] .

2. control of olive oil adulteration with copper-chlorophyll derivatives. roca, m. et al. 58, 2010, journal of agricultural and food chemistry, pp. 51-56.

3. copper chlorophyll in olive oils: identification and deter-mination by lif capillary electrophoresis. del giovine, l., fabietti, f. 3, 2005, food control, vol. 16, pp. 267-272.