스펙트럼의 차이를 증대 시킬 수 있는 최적 온도에서 측정을 통한 시료 판별력 향상: 라만 및 근적외선 분광법을 이용한 유사 올리브오일 판별

Abstract

An effective method for improving Raman and NIR spectroscopic identification of adulterated extra virgin olive oil (EVOO) was proposed in this thesis. It was based on probing an optimal sample temperature where the spectral differentiation among components was enhanced, since temperature-induced spectral variations of individual components expected to be diversely different depends on their molecular structures. In chapter I, an optimal temperature below sub-zero range for Raman measurement was searched. Initially, oleic and linoleic acids were separately frozen for a preliminary examination, and Raman spectra were collected at regular intervals as the temperature increased. The spectral variations of oleic and linoleic acids were different from each other. Next, when the temperature-varied spectra of pure EVOOs and adulterated EVOOs were examined, both the magnitudes and patterns of the spectral differences between the two groups differed, and the measurement at -36.4°C resulted in the best discrimination. The spectral features of the two groups became more discernible at this temperature due to the dissimilar temperature-dependent molecular vibrations of the components, which improved the authentication accuracy. In chapter II, an optimal temperature above room temperature range for NIR measurement was probed. NIR spectra of samples were collected by changing the temperature from 20 to 90°C (5°C increment), and the resulting discrimination accuracies at each temperature were evaluated. The sample measurement at 80°C provided the most accurate discrimination due to the enhanced spectral difference, as similarly observed in the Raman measurement. In overall, based on both Raman and NIR measurements, the acquisition of spectra where the spectral differentiation was enhanced was simply effective to improve the accuracy of discriminant analysis, authentication of adulterated olive oils.; 본 논문에서는, 라만 및 근적외선 분광법 기반 유사 올리브유 판별법을 개발함에 있어서 그 판별정확도을 향상 시킬 수 있는 최적의 측정 온도를 탐색하였다. 온도에 따라 구성성분들의 화학구조는 변화하게 되고, 이렇게 변화 된 구조가 유사 올리브유 구별에 도움을 줄 수 있을 것 이라는 가능성에 기초를 두고 연구를 진행하였다. 제 1장에서는, 초저온 온도영역에서 라만분광법 기반 판별정확도를 향상 시킬 수 있는 온도를 탐색하였다. 우선적으로, 순수한 올레산과 리놀레산을 초저온에서부터 온도를 상승시키면서 일정간격으로 라만 스펙트럼을 측정 및 관찰 후, 온도에 따라 피크들의 변화가 서로 다름을 확인 하였다. 그 다음으로, 온도 변화에 따른 순수한 올리브유와 식용유가 섞인 유사올리브유의 스펙트럼을 조사하였다. 조사 결과, 순수한 올리브유와 유사올리브유의 피크의 세기와 모양이 온도에 따라 다르게 변화 하였으며, -36.4도에서 유사올리브유 판별 정확도가 가장 우수하였다. 각각의 구성성분들의 분자진동이 온도에 따라 다르고, 이 최적온도에서 변화 된 화학구조가 순수한 올리브유와 유사올리브유를 구별하는데 더 명확한 정보를 제공하였고, 결론적으로 판별오차를 감소시켰다. 제 2장에서는, 상온보다 높은 20도에서 90도영역에서 근적외선분광법 기반 판별정확도를 향상 시킬 수 있는 온도를 탐색하였다. 온도에 따라 근적외선 피크들의 세기와 모양이 변화하였으며, 80도 측정한 근적외선 스펙트럼을 사용 할 경우 판별정확도가 향상되었다. 전체적으로, 본 연구에서 제시된 전략은 유사올리브유 판별뿐만 아니라, 다양한 시료들 (예: 유사휘발유 및 가짜 의약품)의 판별분석에도 정확도 향상을 위하여 충분히 활용 될 수 있을 것으로 판단한다.