【正文】 光光譜分析 研究 1 前言 食用油是自然界中一種極為重要的天然營(yíng)養(yǎng)豐富的食品 ，主要成分是 不飽和脂肪酸甘油酯，同時(shí)還含有一些維生素 A、 D、 E 及類胡蘿卜素等，食用油制品占有極大的銷售市場(chǎng)。從量子力學(xué)理論上，這一過(guò)程可以描述為物質(zhì)吸收光子躍遷到較高能級(jí)的激發(fā)態(tài)后返回低能態(tài)，同時(shí)放出光子的過(guò)程。造成熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光的電磁輻射稱為激發(fā)光，其波長(zhǎng)稱為激發(fā)波長(zhǎng)。激光 光致發(fā)光光譜法 用于對(duì)自然水體中的 DOM 進(jìn)行測(cè)量，具有快速、實(shí)時(shí)、非接觸和不需試劑等優(yōu)點(diǎn)，可用于船載或機(jī)載，對(duì)大面積水域進(jìn)行遙感測(cè)量。 （ 3） 在液態(tài)食品檢測(cè)中的應(yīng)用 [9] 激光光致發(fā)光 光譜作為一種快速、無(wú)損的新型檢測(cè)技術(shù) ,在農(nóng)產(chǎn)品與食品品質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng) 用。 （ 5） 在農(nóng)產(chǎn)品 /食品品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用 [11] 農(nóng)產(chǎn)品 /食品品質(zhì)問題一直受到人們的廣泛關(guān)注，而由品質(zhì)問題引起的農(nóng)產(chǎn)品 /食品安全事故越來(lái)越多，所以急需對(duì)農(nóng)產(chǎn)品 /食品品質(zhì)進(jìn)行快速無(wú)損檢測(cè)。 圖 1 為實(shí)驗(yàn)儀器總體結(jié)構(gòu)分析圖。 樣品處理： 取 500ml 食用油，置于干凈的合金鍋中，插入溫度計(jì)，將油樣溫度迅速升至 210℃ （微微冒煙溫度），這也是煎炸溫度，將 3 張面餅（各為 100g）在固定溫度下，按下類不同時(shí)間取樣 :0, 30min, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12,14h。 分別取出玻璃瓶 10 重復(fù) 步驟 4， 記錄下每份樣品采譜的光譜數(shù)據(jù)，做完實(shí)驗(yàn)后保存數(shù)據(jù)以便數(shù)據(jù)處理，同時(shí)按順序關(guān)閉儀器。譜線 1~6 基本重合，因此認(rèn)為在測(cè)量環(huán)境條件下， 6 小時(shí)內(nèi)， 食用油 的 物理 化學(xué)組分 變化較小 。 考慮到實(shí)驗(yàn)室實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)選用 光譜峰值 來(lái)判斷 食用油 是否 有害物質(zhì)超標(biāo) 。 式 （ 5） 又可表示成矩陣形式： ????XY 。為了消除自變量的個(gè)數(shù)以及樣本量的大小對(duì)判定系數(shù)的影響，引進(jìn)了校正 2R （ Adjusted R Square）。 表 表 表 5為 光譜峰值強(qiáng)度與 溫度 和 時(shí)間組合變量 的線性回歸方程的計(jì)算結(jié)果，其修正 2R =。 [19]向東進(jìn)，李宏偉，劉小雅 .實(shí)用多元統(tǒng)計(jì)分析 [M].武漢 ： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社 ， 2020 [20]熊永紅 .大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) [M].北京：科學(xué)出版社， 2020， 28 致謝 第 15 頁(yè)（共 15 頁(yè)） 致謝 衷心感謝我的導(dǎo)師 楊琴老師 。 在以后的學(xué)習(xí)和人生道路上，我將時(shí)時(shí)刻刻懷著一顆感恩的心去回報(bào)社會(huì)，以報(bào)答長(zhǎng)江大學(xué)對(duì)我的栽培。在大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)期間，我目睹了老師們 兢兢業(yè)業(yè) 的工作作風(fēng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度 以及 對(duì)教育的熱 愛 。 6 結(jié)束語(yǔ) 本文基于生物光子學(xué)原理，提出采用紅光半導(dǎo)體激光器（ 671 nm）做為激發(fā)光源，照射 煎炸食用油 產(chǎn)生激光光致發(fā)光光譜。 激光光致發(fā)光光譜法與理化方法比較分析 為了驗(yàn)證激光光致發(fā)光光譜法的可信度，在探測(cè) 食用油煎炸 過(guò)程 中 的熒光光譜后，采用理化方法對(duì) 煎炸食用油 是否 產(chǎn)生有害物質(zhì) 進(jìn)行了比較分析。 多元線性回歸分析中的統(tǒng)計(jì)指標(biāo) [19] （ 1）復(fù)相關(guān)系數(shù) R表示自變量 ix 與因變量 y 之間線性相關(guān)密切程度的指標(biāo)，取值范圍在 0~1之間。我們稱 （ 3） 式為多元線性回歸模型。 食用油煎炸 過(guò)程大致分為四個(gè)步驟 [18]： （ 1） 熱氧化 階段。 表 1列出其 熒光光譜與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。角度，食用油在煎炸過(guò)程中的光致發(fā)光光譜分析研究 第 6 頁(yè)（共 15 頁(yè)） HVC 高壓穩(wěn)壓電源 電壓設(shè)置為 1230 mV，斬波器和鎖相放大器的頻率設(shè)置為 HZ，前置放大器的倍數(shù)設(shè)置為 107。 圖 2 是實(shí)驗(yàn)光譜儀內(nèi)部光路圖。通過(guò)對(duì)物質(zhì)變化過(guò)程的光致發(fā)光光譜的研究，可以定性了解物質(zhì)的變化程度，王樂妍和張冬仙等人將水果的含糖量和其光致發(fā)光光譜對(duì)比研究提出了一種新的無(wú)損快速探測(cè)果實(shí)成熟度的方法；劉杰和于常青等人通過(guò)研究鮮牛奶變質(zhì)過(guò)程的光致發(fā)光光譜，發(fā)現(xiàn)伴隨鮮牛奶的變質(zhì)過(guò)程，其熒光光譜亦存在較有規(guī)律的變化，這為我們用來(lái)研究某些食物的變質(zhì)過(guò)程提供了一種途徑 [16]。目前乳及其制品中的成分主要通過(guò)化學(xué)方法測(cè)定 ， 以此來(lái)鑒別其品質(zhì)。例如：一些地方性的廢水通風(fēng)柜，研究發(fā)現(xiàn)每分鐘每立方米能產(chǎn)生 130 個(gè)活粒子，約 10%是大腸菌，所以有毒害氣溶膠對(duì)人體的危害強(qiáng)度主要依賴于其成分、 濃度、來(lái)源和粒徑。作為激發(fā)光源，激光光源與膚色光源相比，具有很窄的脈沖寬度和很高的能量峰值，無(wú)需采取去噪聲、信號(hào)放大、濾光等措施。最后，利用多元線性回歸數(shù)據(jù)處理法對(duì)光致發(fā)光光譜強(qiáng)度與物化參量值進(jìn)行比較分析，建立兩者的食用油在煎炸過(guò)程中的光致發(fā)光光譜分析研究 第 2 頁(yè)（共 15 頁(yè)） 擬合曲線，從而可以根據(jù) 食用油 的激光光致 發(fā)光光譜對(duì)其 煎炸產(chǎn)生有害物質(zhì) 程度做出判斷。靈敏度高、特異性強(qiáng)、重復(fù)性大、快速、簡(jiǎn)易和經(jīng)濟(jì)是檢測(cè)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。 最后 ，根據(jù)多元線性回歸和最小二乘法原理，對(duì)光致發(fā)光光譜強(qiáng)度與物化參量值進(jìn)行比較分析，建立兩者的擬合曲線。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。 熒光光譜變化與食用油油炸程度的關(guān)系 利用最小二乘法原理對(duì)熒光光譜變化與食用油油炸程度兩者建立了擬合曲線，從而得到兩者之間的關(guān)系。 VIII (8)激光喇曼光譜技術(shù)用于偽劣食品鑒定。 2 現(xiàn)代激光技術(shù)在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中 未來(lái)研究方向 激光技術(shù)在近二十年中，在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中得到迅速的發(fā)展，激光技術(shù)在食品和農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用比較多。所謂光致光現(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)，以光輻射的形式釋放能量。 能較方便的上網(wǎng)查閱國(guó)內(nèi)外的科技文獻(xiàn)資料，上機(jī)時(shí)間約 200小時(shí)。 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 題目名稱： 食用油在煎炸過(guò)程中的光致 發(fā)光光譜分析研究 題目類型： 研究論文 院 (系 )： 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 應(yīng)物 10802 班 時(shí) 間： 2020 年 1 月至 2020 年 6 月 目 錄 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )任務(wù)書 .......................................................................................................... I 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )開題報(bào)告 ................................................................................................... IV 長(zhǎng) 江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )指導(dǎo)教師評(píng)審意見 .................................................................... X 長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ) ........................................................................... XI 長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定 .............................................................. XII 中文摘要 ........................................................................................................................... XIII 外文摘要 ...........................................................................................................................XIV 1 前言 .................................................................................................................................... 1 2 光致發(fā)光光譜分析技術(shù) .................................................................................................... 2 光致發(fā)光光譜的基本原理 .................................................................................... 2 光致發(fā)光譜分析技術(shù)的特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀 ............................................................ 2 3 食用油在煎炸過(guò)程中的光致發(fā)光光譜研究分析 .............................................................. 實(shí)驗(yàn)裝置及原理簡(jiǎn)介 ............................................................................................ 4 樣品的來(lái)源及光譜的采集 .................................................................................... 5 食用油煎炸 過(guò)程的光致發(fā)光光譜 ........................................................................ 6 4 食用油煎炸 過(guò)程的物化參量的測(cè)量 ................................................................................ 7 溫度 的測(cè)量 ............................................................................................................ 8 5 食用油煎炸 過(guò)程的 分析 .................................................................................................... 8 多元線性回歸 ........................................................................................................ 8 激光光致發(fā)光光譜法與理化方法比較分析 ...................................................... 10 6 結(jié)束語(yǔ) .............................................................................................................................. 12 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 13 致謝 ..................................................................................................................................... 15 I 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書