应用振动光谱技术检测鉴定微生物的研究进展

振动光谱（红外光谱和拉曼光谱）技术与化学计量学相结合的方法对微生物进行分类、鉴定和无损检测,该方法快速简便、准确度高、仅需微量样品和少量化学试剂、对样品本身没有损害。介绍了振动光谱技术在微生物鉴定检测中的工作原理、关键技术和应用,并对该方法存在的问题和研究前景进行了分析和展望。     

近红外分析技术在食品氨基酸检测中应用的研究进展

综述了近红外分析技术在农作物生长及食品加工处理过程中氨基酸检测的应用情况,及其研究进展。对近红外分析食品氨基酸应用中涉及的化学值HPLC检测以及化学计量学方法进行总结,对相关原始文献中的数据、资料和主要观点进行整理和归纳。对氨基酸的HPLC、化学计量学分析方法及其在农作物品质监测、茶叶中氨基酸和茶多酚含量的同时测定、饲料品质鉴定、奶酪火腿肉制品中氨基酸及其他化学成分含量的测定情况进行了综述,分析了方法的优缺点并对近红外分析技术在食品氨基酸检测中应用进行了展望。近红外光谱在氨基酸检测中应用的发展需基于氨基酸高效液相色谱检测的化学值来建立相应的模型,模型传递的问题是目前制约其大范围推广的主要原因。在线分析可以监测从原料到产品的整个反应变化过程,满足食品从生产到销售等领域中品质实时监控的需求,将是今后重要的发展方向。     

单类分类方法结合光谱分析在食品真实性鉴别中的应用

近年来,假冒伪劣食品已日益成为广大消费者密切关注的问题,食品真实性评估是缓解这一问题、保护公众健康的有力手段。在仪器设备和样品处理的高要求下,现代检测技术通常需要大量时间和金钱的成本消耗,而如今食品掺假手段不断变换,花样日益翻新,使得这类检测技术存在一定的局限性。为促进食品安全质量监管的效率和水平提高,为监管工作提供有力的科学技术支撑和保障,需要寻求新型检测技术。光谱分析技术,以操作简单、快速无损的优势近年来被广泛应用,作为一种间接分析技术,结合数据统计学中的分类方法建立模型后更能有效进行真假鉴别。在分类方法中,由于现实生活中五花八门的掺假类型以及在真假样本数量差异大的情况下,常用的分类方法效果可能出现偏差。但单类分类方法（one-class classification）是一种只针对一类实例建模分析,以特定的置信水平固定目标样本类的边界,对新样本的类别进行判定的方法,利用这一特点能有效区分不同于真实样本的数据,大大减少了检测的工作量,在食品掺假检测应用领域有一定的发展潜力。对近年来模式识别中的分类方法——单类分类方法进行了综述。通过阐述光谱分析结合分类方法用于食品掺假检测的必要性,比较在同一情形下多类分类方法和单类分类方法的判别率,简介单类分类方法的特点,并重点介绍几种常见的单类分类方法如数据驱动的簇类独立软模式（DD-SIMCA）、单类偏最小二乘（OCPLS）、单类支持向量机（OCSVM）以及单类随机森林（OCRF）,论述单类分类方法在食品真实性鉴别中的应用,具体在食用油,乳制品,饮料,保健品,香辛料及谷物方面进行了阐述,还分析了当前单类分类方法存在的问题,最后对该技术的应用前景进行展望,为食品认证分析提供了一定的理论依据。     

基于LIBS与化学计量学的植物叶片分类研究

激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种高效快速的光谱采集手段,可应用于各类物质的元素分析工作中。线性判别分析（LDA）与支持向量机（SVM）是化学计量学中两种常用的有监督算法,均通过对已知不同种类的样本数据进行学习建模,进而实现对未知类别数据的归类。为了实现LIBS技术对有机物的高准确率识别,将这两种算法应用到LIBS光谱数据的分类中。实验利用波长为1 064 nm的纳秒激光烧蚀女贞、珊瑚树、竹子三种植物的叶片,并采集每种树叶220～432 nm波段的100组光谱数据。通过对300组样本的原始光谱数据进行主成分提取,由第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2）的得分图得出三种植物光谱的相似度非常高。然后,利用每种叶片70组样本的光谱数据作为训练集建模,其余30组光谱数据作为测试集来进行树叶种类的预测识别。将PCA对原始光谱数据提取得到的前20个主成分作为LDA与SVM建模的属性值。对于LDA算法,将属性值分析后得到前两个判别函数值,通过聚类分析发现不同种类的植物叶片光谱数据在空间上的分离效果较好,同一种类基本聚集在一起。再借助马氏距离可得到测试集的平均分类正确率为96.67%。与此类似,使用SVM方法对训练集样本的数据进行学习得到分类超平面,对测试集的平均分类正确率达到98.9%。研究结果表明,经过PCA对数据的预处理,再结合LDA,SVM这两种方法可实现LIBS技术应用于复杂有机物的快速准确分类,并且PCA与SVM结合的分类正确率更高。该方法可在食品快速溯源、生物组织原位鉴别、有机爆炸物远程分析等领域应用。     

基于拉曼光谱和多元统计学研究蓝色中性笔油墨

拉曼光谱作为一种无损检验的技术手段,近年来广泛用于文件检验领域中的书写材料种类检验。本实验采集了市面上收集到的28支蓝色中性笔油墨的拉曼光谱图,结合化学计量学中的相似度分析法和主成分分析法对谱图进行了分析,两种分析方法得到的分类结果基本一致,采用两种方法可以将28支蓝色中性笔油墨分为五类。实验结果表明,将拉曼光谱法得到的数据结合化学计量学分析方法进行数据分析,比直接比较谱图得到的分类结果更加客观、准确。     

基于高效分离不皂化物的傅里叶红外光谱结合化学计量学鉴定芝麻油

芝麻油是日常生活中常用食用油之一,掺假芝麻油会导致严重的健康问题。研究芝麻油鉴定方法是非常重要的。皂化植物油提取不皂化物是食用油鉴定的经济方法之一,现有植物油皂化方法需要较长时间,较高的温度,且不皂化物提取过程非常繁琐。采用超声技术替代常规回流加热法,提高了皂化效率,皂化时间缩短至10分钟,在此基础上采用专用固相萃取（SPE）小柱快速分离不皂化物。基于分离富集得到的植物油不皂化物红外光谱,结合化学计量学方法进行芝麻油鉴定。利用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）构建芝麻油鉴定模型。分析结果表明：所构建的芝麻油鉴定模型,OPLS-DA模型优于PLS-DA模型;OPLS-DA模型对芝麻油检验集样本预测准确率高。基于植物油不皂化物红外光谱结合化学计量学方法可以准确鉴定芝麻油。     

基于太赫兹光谱技术的贝母品种鉴别方法研究

贝母是广泛应用于临床实践的中药材,其中川贝母尤为珍贵,存在掺假及伪冒现象,伪劣贝母会对用药者的健康产生不良影响。太赫兹时域光谱（Terahertz time domain spectroscopy）具有瞬态性、宽带性、安全性和穿透性等许多优越特性,近年来在药食无损检测领域十分活跃。以四种常见贝母（川贝母、平贝母、伊贝母、浙贝母）为研究对象,探究利用太赫兹时域光谱技术鉴别贝母品种的可行性。利用TAS7500TS太赫兹光谱系统采集贝母样品在0.6～3.0 THz范围内的光谱,并结合化学计量学方法进行预处理与建立分类模型。当分类数量为二时,称为二分类问题,当分类数量超过二时称为多分类问题。利用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）建立四种贝母的二分类模型;使用Savitzky-Golay（S-G）平滑、多元散射校正（MSC）、标准正态变量变换（SNV）、移动平均、基线偏移校正（Baseline offset）对原始光谱进行预处理,再采用主成分分析（PCA）对预处理后的数据进行降维,以减少数据运算量、简化运算,最后建立随机森林（RF）、支持向量机（SVM）、反向传播神经网络（BPNN）多分类模型。结果显示：川-伊贝母二分类鉴别模型正确率为93.333%,平-浙贝母二分类鉴别模型正确率为98.333%,其他四种二分类鉴别模型正确率均为100%。对建立的多分类模型进行对比分析发现SVM结合SNV建模效果最好,其中川贝母正确率为95.349%,伊贝母正确率为96.552%,平贝母与浙贝母正确率均为100%,整体正确率高达97.490%。研究结果表明利用太赫兹时域光谱技术鉴别不同品种贝母是可行的,并建立了分类效果较好的SNV-SVM多分类模型,为把控中药材质量提供一种新的手段,对维护中药材市场的正常运转具有重要的意义。     

激光诱导击穿光谱鉴别硫熏浙贝母

探究了应用激光诱导击穿光谱（LIBS）结合化学计量学方法鉴别硫熏浙贝母的可行性。采集了未经硫熏、轻度硫熏和重度硫熏的浙贝母样本的LIBS光谱,使用小波变换和归一化对原始光谱进行预处理后,分别建立了基于全波段（400.41～871.65 nm）和基于特征波段（400.41～600.02 nm）的支持向量机（SVM）、极限学习机（ELM）和随机森林（RF）的鉴别模型。结果表明：基于特征波段建立的三类模型的性能均与基于全波段建立的模型保持一致或更优,说明特征波段的提取是有效的。基于特征波段建立的模型中,SVM模型性能最优,建模准确率和预测准确率分别达到了100%和95.83%。综上所述,应用LIBS技术结合特征波段提取和化学计量学方法鉴别不同程度硫熏的浙贝母是可行的,且具有快速、简便、多元素同时分析的优势,可为鉴别硫熏中药材提供依据,有助于建立中药材质量检测与分级评定系统。     

三维荧光结合化学多维校正快速灵敏测定环境水样中的噻菌灵和双酚A

随着经济的高速发展,环境问题正在日益引起人们的广泛关注。在实际生产中,农药和塑化剂长期存在滥用的问题,使其成为最为广泛的环境污染源并对生态环境、食品、人畜等造成严重的危害。针对环境中农药和塑化剂的残留问题,开发一种灵敏、快速的高效检测分析方法,采用三维荧光结合化学计量学方法用于环境水样中噻菌灵（TBZ）与双酚A（BPA）的快速灵敏分析。兼顾了三维荧光分析的灵敏度高、信息丰富及化学多维校正方法“数学分离”的显著优势,仅需要简单的预处理过程即可实现TBZ和BPA的痕量检测。即使分析物之间以及分析物和水样中未知背景干扰之间的光谱存在严重的重叠,基于交替三线性分解（ATLD）算法的二阶校正方法仍能借助其显著的“二阶优势”对其进行解析,并获得可靠的定性定量结果。其中,TBZ在20~200 ng·mL-1范围内线性关系良好（r=0.9999）,而BPA在40~280 ng·mL-1范围内线性关系良好（r=0.999 1）。TBZ和BPA在两种水样中的平均加标回收率分别为96.3%~99.1%和90.0%~90.8%,且标准偏差均低于7.2%。另外,计算品质因子,如灵敏度（SEN）、选择性（SEL）、检测限（LOD）和定量限（LOQ）,评估了该方法的准确性。所得结果均令人满意,表明所提出的方法能够用于环境水样中TBZ和BPA的准确、快速定量分析,为环境中农药和塑化剂的残留问题提供了一种科学有效的监测手段。     

基于衰减全反射红外光谱(ATR-MIR)的混合鱼糜及其制品的鉴别分析研究

利用ATR-MIR光谱分析技术对掺杂了不同水平带鱼糜的鲢鱼糜进行了分类。文中采用了五种化学计量学方法(SIMCA, KNN, SVR, PLS-DA和 ID3决策树)分别结合ATR-MIR光谱数据建立判别模型,并对各个分类模型性能和分类效果进行了分析和比较。结果表明：无论是对生鱼糜样品进行鉴别还是对其熟制品进行鉴别,基于SIMCA方法建立的分类模型都获得了较好的分类效果。对鱼糜制品和生鱼糜正确分类率分别达到了96.59%和96.43%,相应的交互验证均方根误差(RMSECV)值分别为：0.185 7和0.189 8,相关系数r值达到了0.988 0和0.994 1。这表明ATR-MIR结合化学计量学方法可以对掺假的鲢鱼糜进行鉴别,也表明ATR-MIR在鱼糜品质监测方面具有很广阔的应用前景。     

TLC-SERS法快速检测改善睡眠类保健食品中四种化学成分

建立薄层色谱(TLC)与表面增强拉曼光谱(SERS)联用技术对改善睡眠类保健食品中四种非法添加化学成分(三唑仑、艾司唑仑、氯硝西泮及奥沙西泮)的快速检测新方法。以环己烷-乙酸乙酯-乙醇(5∶3.5∶2)为展开剂,利用 TLC 将添加成分与保健食品基质初步分离,在UV_{254 nm}下检测定位;以780 nm激光为激发波长,水相银溶胶为表面增强剂,采用SERS法对TLC上的微量添加成分定性检测。通过模拟阳性样品实验,考察保健食品基质对添加成分TLC-SERS的影响,并考察四种化学成分的检测限。建立了改善睡眠类保健品中非法添加四种化学成分的TLC-SERS检测方法。四种添加成分的TLC-SERS与相应对照品的拉曼光谱特征峰存在明显相关性;保健食品的基质对添加成分的检测几乎没有干扰;四种化学成分的检测限为1～4 μg。最后,对市售五种改善睡眠类保健食品进行检测,均不存在非法添加情况。该研究利用TLC与SERS相结合的方法应用于改善睡眠类保健食品中掺杂化学成分的快速检测,并获得了镇静安眠类共四种化药的TLC-SERS谱,建立了改善睡眠类保健食品中非法添加三唑仑等四种化药的检测方法;该法专属、灵敏、快速、简单,并且没有显著的检测时间限制,为改善睡眠类保健食品中掺杂化学成分的现场检测方法研究提供新的参考依据。     

应用ICP-MS检测转基因大豆油中22种元素含量

随着转基因食品的推广应用,人们越来越关心其营养特性。以转基因大豆油为实验材料,借助于ICP-MS对转基因大豆油中22种元素含量进行了测定。结果显示,七种大量元素含量在0.13～12.52 μg·g-1范围内;15种微量元素在0.15～700.00 ng·g-1之间。大量元素由多到少的顺序是：Ca>Na>K>Mg>Al>P>Si;微量元素中含量最多的五种元素是Zn>Ba>Cr>Fe>Ti。结果说明市场上销售的转基因大豆油,各种营养元素含量可以达到要求,特别是Zn,Ba,Cr,Fe等微量元素含量较高。     

TLC原位拉曼光谱法快速检测减肥类保健食品中非法添加的四种成分

建立薄层色谱(TLC)与拉曼光谱联用方法,并对减肥类保健食品中非法添加的四种化学成分(茶碱、咖啡因、苯丙酸诺龙、螺内酯)进行检测。采用TLC法将掺杂成分与保健食品基质进行初步分离,在紫外灯(254 nm)下检视定位,以780 nm激光为光源,对TLC上微量掺杂成分的斑点原位,直接检测浓集点的拉曼光谱。考察不同配方保健食品基质对掺杂成分拉曼光谱的影响,并对检测限进行验证,初步建立了减肥类保健食品中四种掺杂成分的TLC原位拉曼光谱检测方法。常用保健食品基质对掺杂成分检测结果无干扰,检测限为2~4 μg,在九种减肥类保健食品中检测出两种含有咖啡因。该研究建立了TLC与拉曼光谱联用技术并采用此方法快速鉴别了减肥保健食品中茶碱等四种非法添加化学成分,本法专属、灵敏、快速、简便,可为保健食品中非法添加化学成分的快速检测技术研究提供新的参考依据。     

高分辨连续光源石墨炉原子吸收光谱法测定食品中铅、镉和铬含量

使用高分辨连续光源石墨炉原子吸收光谱法对谷类、蔬菜、饮品、海产品和乳制品五类共22种常见食品中的重金属元素铅、镉和铬进行了研究。建立了样品预处理、样品消解和定量分析的实验方法,得到了良好的分析精密度(RSD=1.3%～4.9%) 和回收率(95.1%～104.6%)。结果表明,茶叶中的铅和贝类中的铬含量远远大于其他食品,小米、韭菜和贝类中的镉含量较高。本研究为食品中重金属的检测建立了可靠的定量分析方法,为推动食品质量安全相关标准的制定提供了实验依据;同时,根据测定结果得出的食品中重金属含量的分布情况,对提高消费者的食品安全意识能够起到积极的引导作用。     

基于无机元素的含量判别食醋的种类和品牌方法研究

化学计量学广泛应用于食品种类和原产地的区分。文章采用原子吸收法测定了32个食醋样品中的Mg, K, Pb, Zn, Fe, Mn, Ca和Cu等八种无机元素含量。采用向量相似法计算了陈醋和白醋以及同一种类不同品牌食醋的相似度;通过聚类分析和主成分分析对来自北京、江西、江苏和山西4个地区品牌的食醋进行了分类,对不同种类的食醋(陈醋和白醋)也进行了分类。聚类分析和主成分分析都将食醋样品分为两大类,每个大类又将食醋样品按不同品牌分开。食醋中无机元素含量差异可作为食醋种类和品牌判别的测量指标之一。     

基于激光诱导击穿光谱的大米Cr元素检测

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种元素快速分析的光学检测技术.在工业化发展进程中,重金属污染时刻威胁着大米等粮食作物生产地的安全性.以四川地区常见的Cr元素污染为例,采用双脉冲LIBS技术对市面上购买的五种地区大米中的Cr元素进行定量分析,并与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测结果进行对比.结果显示LIBS测量误差满足相对误差标准,证明了LIBS方法具有对元素进行快速定量分析的能力,是检测大米重金属元素含量的一种有效手段.     

原子吸收光谱法测定大学生膳食中的钙

近年来微量元素钙对人体健康的影响已引起了广泛关注,本文对大学生钙饮食状况进行了调查,并采用原子吸收光谱法分析大学生的膳食中钙的营养状况。结果表明大学生膳食中钙的缺乏较严重,由测试结果还可知,不同食物中钙含量存在着明显差别。因此必须重视大学生的膳食营养状况,饮食中需注意合理调配,平衡膳食。     

Diet variability of Mediterranean insular populations of Rattus rattus studied by stable isotope analysis

The black rat Rattus rattus is a successful colonizer that threatens native species on numerous islands. Stable isotopes of carbon and nitrogen were used to quantify the rat diet on islands off the southern French coast. Samples of rat hair and faeces and their potential food were collected on each island. The nitrogen isotopic values of invertebrates and vegetation on Riou (near Marseille) differed from the other two islands (Hyères archipelago). This was attributed to a large colony of gulls on Riou, of which rats take great advantage. A part of the observed variability was due to methodological skews: two kinds of hair gave different results and there was an effect of the season and year of sampling but inter-island differences were noticeable. In certain cases, the food source value from plants and invertebrates could supply the total food needs of rats as there was no evidence of consumption of eggs, chicks or birds.     

循环富集—冷蒸气原子吸收法测定食品中痕量汞的研究

本文以自制的循环富集装置，配以冷原子吸收测汞系统，对痕量汞的测定进行了研究。分析多种食品样品及国家标准物质得到了满意的结果。     

橙汁饮品的荧光光谱特性及模式识别

应用FLS920型荧光光谱仪测得鲜榨橙汁、市售橙汁饮品(8种品牌)的三维荧光光谱,通过分析鲜榨橙汁与饮品中常见食品添加剂纯物质的荧光机理与特性,得到橙汁饮品中橙汁成分的最佳激发波长为470 nm,荧光峰值波长为526 nm,其荧光特征峰为470/526 nm,其余荧光峰的归属均为食品添加剂。同时,采用三维荧光光谱重心法与基于MCD估计的稳健马氏距离相结合的方法对市售橙汁饮品进行筛选与分类,分类效果良好。结果表明:将荧光光谱技术与光谱模式识别方法相结合,可为饮料类食品的鉴别提供帮助。