阵列式光纤光谱仪的小麦霉变在线检测

小麦是我国战略性储藏粮食品种，但小麦易受霉菌感染而发生霉变，影响其食用安全。加强小麦有害霉菌侵染程度的早期检测是控制其危害的需要措施。然而，现有的平板计数和荧光染色等检测方法，普遍存在前处理繁杂、时效性差等不足。故此，拟运用阵列式光纤光谱仪结合化学计量学方法，建立霉变小麦的实时在线检测方法，并为进一步开发粮食品质与安全在线检测装备提供参考。小麦样品经辐照灭菌后分别接种五种谷物中常见有害霉菌：串珠镰刀菌83227、层出镰刀菌195647、雪腐镰刀菌3.503、寄生曲霉3.3950和赭曲霉3.3486，并置于28 ℃和85%相对湿度环境中储藏7 d以加速霉变。在样品储藏的第0，1，3，5和7 d，运用阵列式光纤光谱仪和漫反射探头在线采集样品的漫反射特征光谱，并依据国标平板计数法测定样品菌落总数水平。光谱采集步骤为：在线检测平台上，设置样品运动速度0.15 m·s-1和光谱仪积分时间20 ms，采集波段为600~1 600 nm，重复测量3次。然后，首先对小麦原始光谱进行平滑、多元散射校正和导数变换等预处理以消除光谱噪音；随后，运用主成分分析(PCA)对受不同霉变程度(储藏阶段)的小麦样品进行区分；最后，利用线性判别分析(LDA)和偏最小二乘回归分析(PLSR)建立小麦有害霉菌侵染程度的定性定量分析模型。小麦在储藏期内经历未霉变、开始霉变和严重霉变三个阶段。原始和二阶微分光谱显示霉菌侵染引起小麦光谱特征发生显著改变，PCA结果表明不同储藏阶段(霉变程度)小麦样品存在一定分离趋势。利用前十个主成分得分建立的LDA判别模型，对不同霉变程度小麦样品的识别率达90.0%以上。结果表明：小麦样品菌落总数的PLSR定量预测模型的预测决定系数(R2_p)为0.859 2，预测均方根误差(RMSEP)为0.401 Log CFU·g-1，相对分析偏差(RPD)达2.65。应用阵列式光纤光谱仪结合计量学方法在线评估小麦霉变具有一定可行性。下一步研究中，应扩大样品量，补充自然霉变及受更多代表性霉菌侵染的小麦样品，以不断增强模型的鲁棒性和方法的适用性。     

体积排阻色谱-电感耦合等离子体质谱分析富硒大米含硒蛋白组成

建立体积排阻色谱-电感耦合等离子体质谱(SEC-HPLC-ICP-MS)联用技术分析富硒大米含硒蛋白组成方法。通过水提、盐提、碱提和醇提方法提取,并用丙酮沉淀蛋白,硒的回收率分别为9.6%,16.8%,48.2%和14.9%,纯化后的蛋白结合硒的量由大到小依次为碱溶谷蛋白>球蛋白>醇溶蛋白>清蛋白。蛋白液经SEC-HPLC-ICP-MS检测,通过蛋白色谱峰(λ=280 nm)和ICP-MS硒峰(78Se)对比分析,利用分子量标准曲线测定出4类蛋白中含硒蛋白的分子量。结果表明,富硒大米中清蛋白和醇溶蛋白并不是硒的主要存在蛋白。硒主要存在于>7 kDa的碱溶谷蛋白和球蛋白,其中碱溶含硒蛋白主要组分F1分子量为199.8 kDa。     

漫透射近红外光谱的便携式面粉品质安全检测仪的设计

基于近红外漫透射光谱分析技术,设计了便携式面粉品质安全检测仪,该检测仪主要包括光谱采集模块、光源控制模块、处理与显示模块以及电源模块。其中漫透射检测附件不仅可以实现光谱补偿功能,还可以有效避免外界杂散光的干扰,设计了控制光源开关的电路,通过实验确定样品的最佳厚度。选用树莓派4B作为核心处理器,选用可充电锂电池供电,仪器可持续供电2 h,仪器大小为250 mm×170 mm×300 mm。以去除麸皮后由小麦磨成的面粉为研究对象,总共180份样品,每份样品再分三份,分别为黄色、红色和蓝色。对所有的红色样品使用波长为900~1 870 nm的近红外漫透射光谱进行光谱信息采集并记录,对所有的黄色样品进行湿度值的测量并记录,对所有的蓝色样品进行DON含量的测量并记录,三种样品需要同时进行测量。利用箱线图剔除光谱两端的噪声和一个异常样本,最终选取1 048～1 747 nm波段光谱进行建模。利用多元散射校正(MSC)、S-G卷积平滑和标准正态变换(SNV)对原始光谱数据进行预处理,分别建立了面粉湿度的偏最小二乘回归预测模型和DON含量超标与否的PCA-逻辑回归分类模型。所建湿度的最优PLSR预测模型的建模集和预测集相关系数分别为0.883和0.853,均方根误差分别为0.382%和0.286%,残差预测偏差RPD为2.5;所建DON含量超标与否的PCA-逻辑回归分类模型的预测集ROC曲线下的AUC值为0.927,混淆矩阵显示未超标样本的预测准确率为96%,超标样本的预测准确率为89%。基于PyQt5设计GUI界面,运用Python语言编写了面粉品质实时检测系统,该检测软件可以实现PLSR、PCA-逻辑回归模型的训练、保存和加载。利用外部验证集试验验证了便携式面粉多品质检测仪的精确性和稳定性。结果显示面粉湿度的外部验证集相关系数和均方根误差为0.876和0.21%,最大相对误差为2.89%。面粉DON含量超标与否的识别准确率为90%,表明该仪器可以对面粉的湿度和DON含量超标与否进行无损检测分析。     

稻谷有害霉菌侵染的近红外光谱快速检测

稻谷是我国主要储粮品种。为快速、准确鉴定稻谷霉变状态,建立了一种基于近红外光谱的稻谷霉菌污染定性、定量分析方法。首先,将四种谷物中常见有害霉菌(黄曲霉3.17、黄曲霉3.3950、寄生曲霉3.3950、灰绿曲霉3.0100)分别接种在灭菌稻谷样品上。其次,将接种霉菌样品进行人工模拟储藏(28 ℃、RH 80%),并采集不同储藏时间(0,2,4,7和10 d)稻谷的近红外漫反射光谱信号。最后,利用主成分分析(PCA)、判别分析(DA)和偏最小二乘回归(PLSR)方法建立稻谷霉菌污染的快速分析模型。结果显示,近红外光谱可有效区分感染不同霉菌的稻谷样品,平均判别正确率达87.5%。稻谷霉变随储藏时间逐渐加深,近红外光谱对感染单一霉菌稻谷样品霉变状态的判别正确率达92.5%,多种霉菌的判别正确率达87.5%。稻谷中的菌落总数的PLSR模型定量结果为：有效决定系数(R2_P)为0.882 3、验证均方根误差(RMSEP)为0.339 Lg CFU·g-1,相对标准偏差(RPD)为2.93。结果表明,近红外光谱法可以作为一种快速、无损的分析方法来判定稻谷霉菌侵染状况,确保稻谷储运安全。     

食用碱组成分析与组分含量测定的综合实验设计与教学实践

以“食用碱组成分析与各组分含量的测定”为例,开展了教学模式、组织方式、考评方法等几方面的实验教学改革,探讨了将此实验项目开设成综合设计实验的意义和实施的方法等。实践表明,将此实验项目开设成综合设计实验后,教学效果良好。     

基于聚酰胺6纳米纤维膜的固相萃取-高效液相色谱法测定兔血浆中酮康唑对映体

以基于聚酰胺6纳米纤维膜的固相萃取法,结合高效液相色谱手性流动相添加剂法测定了兔血浆中的酮康唑对映体的浓度。仅用1.5mg聚酰胺6纳米纤维膜、100μL甲醇即可完成目标物的富集和洗脱。酮康唑的2个对映体在50.0～400.0μg/L范围内呈良好的线性;方法的定量限为40.0μg/L;日内和日间精密度分别小于6.3%和8.6%;平均绝对回收率为79.4%～85.6%;平均相对回收率为90.0%～96.5%。本方法灵敏、准确、重现性好,符合生物样本中酮康唑对映体分析测定的要求。     

一种新型羟基铅配合物的合成及其荧光性质

以3,5-吡唑二甲酸(H₃pdc)为配体,Pb(NO₃)₂为金属盐,在水热反应条件下通过调节pH,合成了一种新的二维羟基Pb配合物--［Pb₂OH(pdc)(H₂O)·H₂O］_n(1),其结构经IR,元素分析和X-射线衍射表征。1(CCDC: 1 469 184)属单斜晶系,P2₁/n空间群,晶胞参数a=10.502(2) , b=9.176 5(2) , c=10.602(2) , β=97.417(7)°, V=1 013.2(3) ³, Z=4, R₁=0.022 4, wR₂=0.045 8, S=1.02。每个不对称结构单元中具有两种不同配位环境的Pb,在同一结构单元中,2个Pb通过羟基O相连,相邻不对称结构单元通过配体连接Pb(Ⅱ)形成二维网络结构。荧光发射光谱研究结果表明：在最大激发波长(264 nm)激发下,1在380 nm, 419 nm和440 nm附近显示出较强的荧光性能。     

原子荧光光谱法同测粮食中砷汞总量的条件选择及干扰控制

通过优化原子荧光光谱仪的原子化高度、负高压、灯电流和载气流量等4个主要工作条件,并对仪器产生干扰的因素环境温度、光源稳定性、试剂进行研究,并用加标回收实验对方法的准确度进行验证,确定了原子荧光光谱法同时测定粮食中砷汞总量时的最优条件和有效的干扰控制方法。结果显示,在最优条件下,As的检出限为0.024 7ng/mL,相对标准偏差(RSD)为0.37%,线性相关系数r=0.999 9;Hg检出限为0.001 5ng/mL,相对标准偏差(RSD)为0.44%,线性相关系数r=0.999 9,仪器检测稳定性好,灵敏度高,各项指标均优于标准规定,且检测结果精密度高、准确性好。     

企业规模对协同创新的影响效应研究——以高技术产业为例

我国大型企业的协同创新水平低于中等企业,为了分析其中的原因,在分析企业规模对协同创新影响机制的基础上,基于中国高技术产业统计年鉴数据,采用面板门槛回归模型,研究了企业规模与协同创新水平的门槛效应.研究结果表明:企业规模与协同创新水平非线性负相关,大型企业的企业规模与协同创新水平的负相关程度最高,其次是小型企业,中型企业最低.协同创新水平较低的企业,企业规模与协同创新水平的负相关程度较高;协同创新水平中等的企业而言,企业规模与协同创新水平的负相关程度较低;而协同创新较高的企业,其企业规模与协同创新水平正相关.企业发展速度与协同创新水平负相关.     

近红外光谱技术的花生产毒霉菌侵染快速检测

为了能够快速、无损地评价花生的质量,确保储藏与食用安全,开发了一种基于近红外光谱技术的花生产毒霉菌污染程度的定性定量分析方法。首先对经过Co-60强辐射杀菌后的新鲜花生样品分别接种谷物中五种常见产毒霉菌(黄曲霉3.17、黄曲霉3.3950、寄生曲霉3.395、寄生曲霉3.0124、赭曲霉3.6486),并于适宜条件下(26 ℃、RH 80%)储藏9 d。其次,利用近红外光谱仪采集了不同时期花生样品在12 000～4 000 cm-1波段范围内的漫反射光谱,运用主成分分析(PCA)、判别分析(DA)和偏最小二乘回归(PLSR)建立了分析模型。结果显示,接种不同霉菌的样品随着储藏时间的延长均能得到有效区分,DA模型对储藏0,3,6与9 d花生的感染单一霉菌和多种霉菌的总体判别正确率分别达到100%和99.17%,PLSR模型对样品中的菌落总数的预测结果为：有效决定系数(R2_P)为0.874 1、交互验证均方根误差(RMSECV)为0.276 Log CFU·g-1,剩余预测偏差(RPD)为1.92。结果表明,近红外光谱技术可以作为一种可靠的分析方法对花生受霉菌侵染的状况进行快速分析,从而确保贮藏期间花生的质量安全。