【正文】 紅外光譜快速鑒別酸奶品種的研究 [J]. 光譜學(xué)與光譜分析 ,2020,26（ 11） : 2021~2023. [12]. Young, D. K. L. Mackerron, H. V. Davies. Calibration of near infrared reflectance spectroscopy to estimate nitrogen concentration in potato tissues[J]. Potato Research, 1997, 40（ 2） : 453~457. [13] Stephen S. Kelley, Timothy G. Rials, Rebecca Snell, et al. Use of near infrared spectroscopy to measure the chemical and mechanical properties of solid wood[J]. Wood Science and Technology, 2020, 38（ 4） : 245~250. [14]劉志霄，梁亮，俞曉瑩 .基于可見 近紅外光譜技術(shù)與 BPANN 算法的污水類型鑒定 [J]. 激光與紅外 ,2020,39（ 11） : 1153~1157. [15]齊小明，張錄達(dá)，杜曉林，等 . PLSBP 法近紅外光譜定量分析研究 [J]. 光譜學(xué)與光譜分析 , 2020, 23（ 5） : 870~872. [16] SHAO Y N, HE Y, ANTIHUS H G, et al. Visible/near infrared spectrometric technique for nondestructive assessment of tomato ‘Heatwave’ (Lycopersicum esculentum ) quality characteristics[J]. Food Engineering, 2020, 81: 672~678. [17]李曉麗，唐月明，何勇，等 . 基于可見 /近紅外光譜的水稻品種快速鑒別研究 [J].光譜學(xué)與光譜分析 , 2020, 28（ 3） : 578~581. [18]馬本學(xué)，饒秀勤，應(yīng)義斌，等 . 基于近紅外漫反射光譜的香梨類 別定性分析 [J].光譜學(xué)與光譜分析 , 2020, 29（ 12） : 3288~3290. [19]吳桂芳，何勇 . 應(yīng)用可見 /近紅外光譜進(jìn)行紡織纖維鑒別的研究 [J].光譜學(xué)與光譜 VII 分析 , 2020, 30（ 2） : 331~335. [20]趙蕓，蔣璐璐，張瑜，等 . 應(yīng)用光譜技術(shù)快速測定發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油的粘度值 [J].光譜學(xué)與光譜分析 , 2020, 30（ 9） : 2496~2499. 四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 光致發(fā)光光譜是生物光子學(xué)檢測中一類具有重要應(yīng)用意義的光譜。然而食用油隨著 煎炸時(shí)間的延長 ,逐漸分解聚合 ,產(chǎn)生大量的嚴(yán)重影響食品品質(zhì)及風(fēng)味的醛、酮、酸、聚合物等物質(zhì) ,其對人體的健康存在著潛在的危害 ,甚至可以致癌。 完成畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求 具備一定的 應(yīng)用物理、數(shù)學(xué)、食品檢驗(yàn)學(xué)、生物化學(xué)和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 知識(shí)，有較強(qiáng)的分析、比較、綜合能力及一定的創(chuàng)新能力。最后給出上述指標(biāo)與熒光光譜變化之間的定量關(guān)系。另外，通過感官、 酸價(jià) 、 過氧化值 、 III 羧基價(jià) 等指標(biāo)觀察 食用油的油炸 過程。 要求：按時(shí)在畢業(yè)論文筆記本上做工作記載；每周向指導(dǎo)老師作進(jìn)度匯報(bào)。 二、研究目的和意義 食用油是人們每日必吃的食物，它的用法是否科學(xué)對人體健康至關(guān)重要 。本研究嘗試把激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)用于食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方面，以食用油為研究對象，在其油炸期間觀察熒光光譜，并找出光譜變化與食用油相關(guān)指標(biāo)變化之間的關(guān)系和規(guī)律。經(jīng)特定波長的光照之后能發(fā)出熒光的物質(zhì)稱為熒光物質(zhì)。同時(shí)，由于發(fā)射熒光時(shí) 所放出的能量比從入射光所吸收的能量略小些，發(fā)光波長比入射光的波長稍長，因此與反射光譜法相比，光致發(fā)光光譜分析不易受到激發(fā)光的干擾。 (2)激光用于對啤酒的殺菌。 (6)激光喇曼光譜技術(shù)用于果蔬農(nóng)藥殘留的檢測。 五、主要研究內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 1 主要研究內(nèi)容 本文嘗試把激光光致發(fā)光光譜技術(shù)用于油炸食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方面，以食用油為 研究對象，采用北京卓立漢光公司的熒光光譜分析儀對食用油油炸過程進(jìn)行熒光光譜分析，給出油炸過程的熒光光譜。 3 解決思路 準(zhǔn)備樣品以及獲取光譜 選擇易油炸但又是大眾必不可少的食用油為研究樣品 ， 這樣不但可以縮短 測試周期 ， 而且研究結(jié)果有較為廣泛的應(yīng)用前景，選擇市場上銷售的某品牌食用油，采用北京卓立漢光公司的熒光光譜分析儀對牛奶變質(zhì)過程進(jìn)行熒光光譜分析，獲取油炸過程的熒光光譜。 2 200小時(shí)的上機(jī)時(shí)間 由物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供計(jì)算機(jī)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)環(huán)境。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專業(yè)知 識(shí)的情況，解決實(shí)際問題的能力，畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯。隨著生活水平的提高，人們對食品的質(zhì)量和食品的安全性要求越來越高。 采用北京卓立漢光儀器有限公司生產(chǎn)的光致發(fā)光光譜分析儀， 采集 680~800nm波段 的 光致發(fā)光 光譜 信息， 觀察其 煎炸 期間光譜 的變化規(guī)律 。結(jié)果證明， 食用油 的光譜相對強(qiáng)度值與 食用油 的物化參量 時(shí)間、溫度 具有對應(yīng)關(guān)系。 食品衛(wèi)生的常規(guī)檢測方法有標(biāo)準(zhǔn)平皿菌落計(jì)數(shù)法、大腸菌群乳糖膽鹽發(fā)酵法和免疫法等，這些檢測方法存在著易產(chǎn)生假陽性，樣品處理操作煩瑣、費(fèi)時(shí)、靈敏度不高、衛(wèi)生指導(dǎo)反饋慢以及成本高等缺點(diǎn)。 物質(zhì)受激后將以光子形式釋放出能量，所放出的光子可以是 X 射線、紫外線、可見光、紅外線等，這些都是廣義的熒光。 本文嘗試把激光光致發(fā)光光譜分析技術(shù)應(yīng)用于食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方面 ， 以 食用油 為研究對象 ， 采用北京卓立漢光儀器有限公司生產(chǎn)的光致發(fā)光光譜分析儀，采集680~800nm 波段的光致發(fā)光 光譜信息， 觀察其 煎炸 期間光譜的變化規(guī)律。所謂光致發(fā)光現(xiàn)象是指當(dāng)某些物質(zhì)受到電磁輻射時(shí)，其分子吸收光子后能量升高，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)從激發(fā)態(tài)回復(fù)到基態(tài)時(shí)，以輻射光的形式釋放能量，而熒光是光致發(fā)光現(xiàn)象中最常見的類型，其壽命一般為 108 ~ 1010s。 光致發(fā)光光譜可以用于定量測定許多有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)，因此它已成為一種分析方法廣泛應(yīng)用 于生物光子學(xué)檢測 。 （ 1）在水質(zhì)監(jiān)測中 [3] 目前，我國大部分的江河、湖泊均受到了不同程度的污染，水體的富營養(yǎng)化已達(dá)到前所未有的程度，迫切需要發(fā)展水質(zhì)遙感監(jiān)測技術(shù)，為環(huán)保部門提供快速和準(zhǔn)確的水質(zhì)監(jiān)測信息，以便對水資源環(huán)境進(jìn)行有效的管理。 （ 2）在氣溶膠顆粒研究中 [7] 大氣氣溶膠是指懸浮在大氣中的固體或者液體顆粒，平常所見到的一些現(xiàn)象，如：灰塵、熏煙、煙、霧、霾等都屬于氣溶膠的范疇。只有小于 10μm 的粒子氣溶膠才是最危險(xiǎn)的 [8]。 （ 4） 在牛奶及其制品品質(zhì)檢測中的應(yīng)用 [10] 牛奶及其制品作為一類營養(yǎng)全面的理想食品 ， 已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。如何用簡便、快速、精確的現(xiàn)代分析技術(shù)和方法定量鑒別牛奶及其制品已成為維護(hù)乳品安全中 急 需解決的任務(wù)。近紅外光譜分析技術(shù)因具有分析時(shí)間短、無需樣品預(yù)處理、非破壞性、無污染以及成本低等特點(diǎn)，已成為一種快速的現(xiàn)代分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品 /食品領(lǐng)域的品質(zhì)檢測。 光譜采樣間隔 nm，測定范圍 660 ~ 720 nm， 掃描次數(shù) 30 次 ， 分辨率 nm。熒光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦進(jìn)入光譜儀，分光后進(jìn)入弱信號檢測系統(tǒng)，將光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)制和放大，模 數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。把儀器的出射狹縫啟一定的寬度，此時(shí)通過出射狹縫的光束只是光譜寬度很小的一束單色光，這就是單色儀能夠把復(fù)合光色散分解為單色光的簡單原理。 實(shí)驗(yàn)方法： 打開電腦和光譜分析儀的電源； 光譜分析儀的初始參數(shù)設(shè)置。掃描樣品，進(jìn)行樣品光譜的采集，掃描 680~800nm 波長范圍，每個(gè)樣本重復(fù)掃描 5 次，獲取樣品 1 的 光譜圖，并保存。 食用油煎炸 過程 中 的光致發(fā)光光譜 用上述實(shí)驗(yàn)裝置對 煎炸食用油 的熒光光譜進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn) 正常時(shí)與有害物質(zhì)超標(biāo)后 的熒光光譜有較大的差別。為了重點(diǎn)顯示該部分變化，取橫坐標(biāo)波長范圍 在 680~800 nm 的波段 的光譜數(shù)據(jù)，光譜圖 如圖 4 所示 。 光譜峰值強(qiáng)度 隨時(shí)間的變化 如 圖 5 所示 。 煎炸過程中煎炸物的水分逐漸減少，油脂發(fā)生水解作用，油脂中的酯鍵斷開，產(chǎn)生游離脂肪酸和甘油。 光學(xué)高溫計(jì) ，將 溫度 計(jì)上的開關(guān)撥到“ ON”位置，再將其下端伸入標(biāo)準(zhǔn)液中校準(zhǔn) PH計(jì)； 2．校準(zhǔn)后，將筆伸入待測液酸奶中，記下液晶屏幕上的數(shù)字即可； 3． 用蒸餾水沖洗筆上的電極頭兩到三次；每隔 實(shí)驗(yàn)要求時(shí)間 測 溫度 值 每次測 十組數(shù)據(jù)，求平均值 ，共計(jì) 10組數(shù)據(jù)，觀察變化趨勢，如圖 6所示，發(fā)現(xiàn)溫度值隨著煎炸時(shí)間先快速上升后穩(wěn)定。 稱 ? ? pp xxyE ??? ???? ?110 （ 4） 為理論回歸方程。 X =??????????????npnnppxxxxxxxxx???????212222111211111 （ 7） 階矩陣 X稱為資料矩陣或設(shè)計(jì)矩陣，并假定它是列滿秩的，即 ran k(X)=P+1。 ? ?1?? pn食用油在煎炸過程中的光致發(fā)光光譜分析研究 第 10 頁（共 15 頁） （ 2） 2R 判定系數(shù)與校正 2R 判定系數(shù) 在多 元回歸中也使用判定系數(shù)解釋回歸模型中自變量的變異在因變量中所占比率?？梢钥闯?，自變量大于 1時(shí)，其值小于 2R 判定系數(shù)。 表 2 煎炸食用油 的各物化參量值與 691nm峰值對應(yīng)的光致發(fā)光相對強(qiáng)度的關(guān)系表 時(shí)間 （ h） 光譜譜峰相對強(qiáng)度 （ .） 溫度 （ ℃ ） 0 0 50 1 100 2 150 4 170 6 190 8 200 10 210 12 220 14 觀察物化參量 溫度 值與時(shí)間的散點(diǎn)圖 （圖 5） ，以及光譜峰值強(qiáng)度 與時(shí)間的散點(diǎn)食用油煎炸過程分析 第 11 頁（共 15 頁） 圖（圖 4），發(fā)現(xiàn)光譜峰值強(qiáng)度與 溫度 值存在線性關(guān)系。 b. 因變量 : VAR00001 表 4 光譜峰值強(qiáng)度與 溫度 值和 時(shí)間 組合變量的線性回歸方程 方差分析 表 5 光譜峰值強(qiáng)度與 溫度 值和 時(shí)間 組合變量的線性回歸方程 系數(shù)表 模型 非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)系數(shù) t Sig. 共線性統(tǒng)計(jì)量 B 標(biāo)準(zhǔn) 誤差 試用版 容差 VIF 1 (常量 ) .021 VAR00002 .957 .000 模型 平方和 df 均方 F Sig. 1 回歸 1 .000a 殘差 8 總計(jì) 9 食用油在煎炸過程中的光致發(fā)光光譜分析研究 第 12 頁（共 15 頁） 圖 7 煎炸食用油的預(yù)測值與其 時(shí)間化殘差散點(diǎn)圖 圖 7為散點(diǎn)圖分析，從圖 7的煎炸食用油的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)測值與其時(shí)間化殘差散點(diǎn)圖中可以看到絕大部分觀測量隨機(jī)的落在垂直圍 繞 177。通過理化方法進(jìn)行驗(yàn)證，伴隨著 食用油煎炸產(chǎn)生超標(biāo)有害物質(zhì) ， 食用油 的激光光致發(fā)光光譜具有相應(yīng)的規(guī)律性變化，因此可以通過檢測其激光光致發(fā)光光譜的方法實(shí)現(xiàn)對 食用油 是否 產(chǎn)生超標(biāo)有害物質(zhì) 進(jìn)行檢測。在 大學(xué)四 年 里 ， 楊 老師認(rèn)真的工作態(tài)度，誠信寬厚的為人處世態(tài)度，都給我留下了難以磨滅的印象，也為我今后的工作樹立了優(yōu)秀的榜樣。在此，表示誠摯的敬意和深深的感謝！ 感謝四年來同學(xué)們對我學(xué)習(xí)、工作的支持和對我生活上的照顧，正是一份份真摯的情誼支持著我、鼓勵(lì)著我，讓我在陰沉的日子里有勇氣、有信心去面對生活，去戰(zhàn)勝挫折，去迎接風(fēng)雨之后