基于太赫兹光谱的小麦粉中滑石粉测定技术

利用太赫兹时域光谱技术测量了小麦粉与滑石粉的混合样品在0.2～3.0 THz范围内的太赫兹波时域谱,对测试得到的时域信号进行傅立叶变换,得到样品信号与参考信号频域的振幅,再进一步提取测试样品的吸收系数和折射率。研究发现,随着滑石粉在样品中所占质量分数增加,样品的吸收系数和折射率都增大。6种测试小麦粉样品的平均折射率分别为1.62,1.68,1.71,1.72,1.73和1.81。试验结果表明,利用太赫兹技术可以测定出小麦粉中是否含有滑石粉,说明该技术在食品安全检测领域具有潜在的实用价值和十分重要的意义。     

增白剂中吊白块含量的太赫兹光谱定性与定量检测

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在室温下分别对吊白块(甲醛次硫酸氢钠)、增白剂(过氧化苯甲酰)及其混合物进行了光谱测量,获得了在0.2~1.5 THz波段的吸收谱和折射率谱。结果表明增白剂在太赫兹波段存在明显的特征吸收峰,可以作为其在太赫兹波段的指纹特征用于物质识别;另外,混合物中吊白块含量越高,吸收系数越小,折射率越大。采用偏最小二乘(PLS)方法对增白剂中掺杂吊白块的含量进行了定量分析,结果表明增白剂中的吊白块含量与太赫兹吸收系数具有较高的相关性,相关系数为0.999 8,均方根误差(RMSE)为1.21%,检出限优于2.0%。研究表明THz-TDS技术可以用于食品领域中快速、无损检测增白剂中严禁使用的吊白块。     

小麦粉中掺杂滑石粉的太赫兹光谱检测

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在室温下分别对小麦粉、滑石粉及其混合物进行了光谱测量,获得了它们在0.2～1.5 THz波段的吸收谱和折射率谱.结果表明滑石粉在太赫兹波段存在明显的特征吸收峰,可以作为其在太赫兹波段的指纹特征用于物质识别;另外,混合物中滑石粉含量越高,吸收系数越小.采用偏最小二乘(PLS)方法对小麦粉中滑石粉的含量进行了定量分析,结果表明小麦粉中的滑石粉含量与太赫兹吸收系数具有较高的相关性,相关系数为0.993 9,均方根误差为1.48％,检出限优于2.0％.     

太赫兹波谱检测面粉增白剂的研究

提出了利用太赫兹时域光谱技术对不同等级面粉和过氧化苯甲酰进行检测的方法,通过分析它们在0.2～1.5 THz频段内的频域谱、吸收系数和平均折射率可以很好地检测出面粉中是否含有过氧化苯甲酰增白剂.实验证明检测方法具有检测周期短、检测精度高、操作简单的特点.     

太赫兹时域光谱技术测定淀粉中的丙烯酰胺

目的:利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)技术对丙烯酰胺、淀粉及两者混合物进行定性、定量检测。方法:通过采集时域光谱数据,获得丙烯酰胺、淀粉及两者混合物在THz波段的吸收谱与折射率谱;采用偏最小二乘法(partial least squares,PLS)对淀粉中丙烯酰胺的低浓度含量进行回归拟合分析。结果:丙烯酰胺在1.33 THz处有一个明显的特征吸收峰,可用于物质识别;随着混合物中丙烯酰胺质量的增加,样品的吸收系数和折射率都呈现逐渐下降的趋势。由回归模型分析可得,混合物中丙烯酰胺质量含量与吸收系数、折射率都有良好的线性关系,其中基于折射率的PLS模型相关系数可达0.9994,标准误差0.1335%,检出极限0.4402%,定量限1.334%,最大绝对偏差小于0.2497%。结论:THz-TDS技术具有检测结果可靠的优点,可用于淀粉中丙烯酰胺含量的快速、无损检测,为太赫兹光谱检测食品中的有害添加物提供了理论基础。     

几种化学纤维的太赫兹时域光谱研究

 为了解化学纤维在太赫兹波段的光学特性,尝试通过太赫兹时域光谱测试技术和自由空间电光采样方法,获得几种化学纤维(涤纶、芳纶、维纶)的透射光谱,进而计算他们在0.2～1.0 THz频段的吸收系数和折射率。实验结果表明：纤维在太赫兹频段存在特征频谱响应,可以用来探测分子的结构信息和振动情况。所得结果表明,不同化学纤维在远红外区域的光谱存在差异,太赫兹光谱可以作为红外光谱的互补技术鉴别不同的化学纤维。     

小麦粉中偶氮甲酰胺的太赫兹时域光谱检测

利用太赫兹时域光谱(terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)技术对偶氮甲酰胺(小麦粉添加剂)、小麦粉及两者混合物进行测试,获得其在0.20~2.00 THz波段的吸收谱与折射率谱。结果显示,偶氮甲酰胺在1.93THz处存在1个明显的特征吸收峰,可用于物质识别。此外,随着混合物中偶氮甲酰胺含量的减少,样品的吸收系数逐渐上升,折射率逐渐下降。通过偏最小二乘法(partial least squares,PLS)对小麦粉中偶氮甲酰胺的含量进行定量分析。结果表明,混合物中偶氮甲酰胺含量与吸收系数、折射率都有良好的线性关系,其中基于吸收系数PLS模型相关系数可达到0.999 9,标准误差为0.06%,检出极限可达0.11%,最大绝对偏差小于0.19%。     

玉米中黄曲霉毒素B1的太赫兹时域光谱检测与识别

针对近红外和传感器方法检测精度差的问题,采用太赫兹时域光谱技术,研究了黄曲霉毒素B1对太赫兹波的响应。首先研究了玉米中黄曲霉毒素的提取过程和保存方法,根据B1溶液在不同频率范围内的光学参数(主要是折射率和吸收系数)的不同,对B1溶液的太赫兹光谱进行定性分析,利用一种改进的多重D-S证据理论对其进行了识别。试验和分析结果表明,利用太赫兹时域光谱技术结合信息融合技术能够对不同浓度的黄曲霉毒素B1溶液进行精确识别,为以后建立黄曲霉毒素太赫兹谱库和快速检测食品中的黄曲霉毒素提供了理论依据。     

THz-TDS技术在淀粉中明矾含量的定量分析应用研究

应用太赫兹时域光谱(Terahertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)技术实现淀粉中食品添加剂明矾含量的定量分析。通过太赫兹时域光谱系统获取纯淀粉和纯明矾以及其混合样品的时域光谱与频域光谱,并计算获得混合样品的吸收系数谱与折射率谱。采用偏最小二乘法在混合样品的吸收系数与样品中明矾的质量份数之间建立相应的数学模型,通过模型进行预测实现混合样品中明矾的定量分析。经模型预测结果表明混合样品的吸收系数与样品中明矾的质量份数之间的相关性达到99.1%,预测精度可以达到98.2%以上。通过实验研究采用THz-TDS系统采集样品光谱信息并通过建立PLS数学模型对混合样品的吸收系数与样品中明矾的质量份数进行建模分析能够达到定量分析淀粉中明矾含量的目的。     

太赫兹光谱法检测面粉中过氧化苯甲酰含量

检测40个不同过氧化苯甲酰含量的面粉样品的太赫兹时域谱,获得其在0.2~2.0 THz频段内的频域谱、折射谱及吸收谱。时域谱表明,与参考信号相比,添加过氧化苯甲酰的面粉样品,其太赫兹波幅值出现了不同程度的降低,面粉样品的频域信号出现了不同程度的延迟现象。频域谱表明面粉样品中过氧化苯甲酰的含量越高,其频域谱的幅值越大,对太赫兹波的吸收强度越小,过氧化苯甲酰在一定程度上降低了面粉样品对太赫兹波的吸收。折射谱表明随着频率的增加,折射率逐渐降低,随着面粉中过氧化苯甲酰的含量增加,面粉样品的折射率随之增大。吸收谱表明面粉样品中的过氧化苯甲酰在1.6 THz处存在一个较为明显的特征吸收峰。因此,太赫兹光谱可用于面粉中过氧化苯甲酰的特征识别。利用40个面粉样品的吸收谱数据作为输入变量,分别采用偏最小二乘(partial least squares,PLS)、支持向量回归(support vector regression,SVR)及最小二乘支持向量回归(least squares support vector regression,LS-SVR)建立校正模型,其中PLS和SVR模型得到的决定系数(R2)都低于0.9,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)都大于10%,而LS-SVR模型的R2为0.986,RSD为4.30%,结果表明太赫兹光谱分析技术可以用于检测面粉中过氧化苯甲酰含量。     

Refractive Index of the Dispersed Phase in Oil-in-Water Emulsions: Its Dependence on Droplet Size and Aging

A simple method of determining the refractive index of the dispersed phase was applied on different gum-stabilized oil-in-water emulsions, in which this refractive index is taken to be equal to that of the continuous phase at (extrapolated) zero optical density point. Refractive indices of dispersed phases were usually lower than those of the oil part alone. In dilute emulsions, the refractive index of the dispersed phase increased with time, while optical density of emulsion decreased. In aged concentrated emulsions, both refractive index and optical density decreased with time. At a given composition, the refractive index and optical density varied directly with droplet size. The results are interpreted in terms of reasonable physical and chemicl phenomena.     

基于THz-ATR技术的水稻品种快速无损识别研究

水稻的品质和产量与自身品种密切相关,本研究应用太赫兹衰减全反射式（THz-ATR）技术采集8个品种水稻种子0~359.97 cm-1光谱,并通过光学参数计算得到样本集的折射率谱和吸收谱。采用3点移动窗口平滑预处理和支持向量机分别优化及建立基于折射率和吸收系数的8个水稻品种识别模型,其中基于吸收系数的SVM模型预测准确率98.5 %,基于折射率谱的SVM模型预测准确率89 %;实验结果表明:将THz-ATR技术用于水稻品种识别具有初步可行性,有望为水稻品种快速鉴定提供参考。     

胡麻油掺假的快速检测方法的建立

为了便于快速、准确检测胡麻油的纯度,是否掺假等问题,建立一种应用于企业的快速检测胡麻油掺假的方法。试验收集8份不同企业生产的胡麻油及1份菜籽油,将胡麻油与菜籽油按照不同体积比例混合,充分振荡摇匀,利用阿贝折光仪测定20℃下各混合油的折光率,并建立掺假模型。结果表明:胡麻油与菜籽油体积掺比为40∶1和50∶1时,折光率变化不显著,其它掺比后的折光率均显著下降(P<0.05);建立掺假模型,其方程为:Y=-0.0071X+1.4777,R2为0.9943,当掺入的菜籽油体积分数高于3.23%时,即可检测其是否掺假。     

Quantitative determination of conjugated linoleic acids in hydrogenated vegetable oils using refractive index

Conjugated linoleic acid contents in hydrogenated vegetable oils were differentially determined using refractive indices when the iodine value could not be used. The refractive indices of soybean oil, cottonseed oil, and corn oil varied linearly with changes of linoleic acid contents of individual oils with determination coefficients of 0.91, 0.98, and 0.98, respectively. The refractive index can be used as a simple and fast method for control of the hydrogenation process of vegetable oils to obtain a desired conjugated linoleic acid content without fatty acid compositional analysis.     

On reflectometric measurement of a refractive index of milk

The refractive index of milk samples was measured with a reflectometer. Fresnel's formula for intensity reflectance and the concept of critical angle were applied to measured data. Milk samples were also measured with surface plasmon resonance sensor for refractive index assessment. The experiments were carried with commercial milk that had fat volume concentrations of 0.004, 1.53, and 3.55%. We observed that simultaneously quantitative information about the refractive index and absorption of milk, as a function of fat concentration, could be obtained with both devices.     

云南元江红宝石的宝石学特征研究

采用常规的宝石学研究方法以及电子探针、扫描电镜、电子顺磁共振、傅里叶变换红外光谱仪和拉曼光谱仪等现代测试仪器,对云南元江红宝石的宝石学特征进行了较全面的分析。结果表明,元江红宝石颜色丰富,裂理发育,内含有大量的包裹体,主要致色离子为Cr,随着Cr质量分数的增高,红色逐渐加深,折射率增大;其拉曼光谱在200~1 200 cm-1范围内有2~3个拉曼吸收峰,红外光谱除2 110,1 980 cm-1红外吸收双峰外,还出现381,420,647 cm-13个Al2O3的特征峰。     

食用油储存期品质变化的太赫兹光谱无损识别

为研究食用油在储存期间的品质变化情况，利用太赫兹衰减全反射技术对不同氧化程度的食用油进行无损识别。首先探究储存条件对食用油品质的影响情况，进一步根据国家定义食用油品质的标准将样品分为新鲜油、可食用油和不宜食用油，采集各类油品的太赫兹时域光谱，经数据预处理后采用欧氏距离匹配法进行聚类分析，并采用线性判别分析法进行样本分类，其中欧氏距离匹配法识别食用油折射率谱，准确率为95.65%；线性判别分析法识别吸收系数谱数据，准确率为91.00%，经比较两模型识别准确率理想，分析效果良好。该研究首先得出储存条件对食用油品质的影响规律，以论证太赫兹衰减全反射技术在分析食用油储存期品质变化方面的可行性，实现了食用油品质的快速无损检测；也可为太赫兹光谱技术深入应用于食用油多种属性的研究提供一定参考依据。     

云南夏威夷果油脂的提取及其理化性质分析

以云南产夏威夷果为原料,采用溶剂浸提法提取其油脂,确定最佳提取工艺条件,并对产物的几项重要理化性质及脂肪酸组成进行检测分析。结果表明,夏威夷果油脂提取的最佳工艺条件为以沸程60～90℃的石油醚作为提取剂、液料比16:1(mL/g)、提取时间6h,可得油脂最大提取率为72.83%;对油脂进行理化性质分析,相对密度(20℃)为0.9108、折射率1.4661、酸价1.603mg KOH/g、碘价79g I2/100g、皂化值为198.22mg KOH/g;并采用GC-MS法检测油脂的脂肪酸组成和含量。结果表明,夏威夷果油脂的性质稳定,含有丰富的不饱和脂肪酸,有较高的营养价值。