專利名稱：中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
作為大宗農(nóng)產(chǎn)品的面粉是人們?nèi)粘Ｊ澄锏闹饕獊碓粗?。面粉的質(zhì)量安全與否不僅直接關(guān)系著人們的飲食健康，而且是關(guān)系國計民生的重大問題。然而最近幾年，面粉質(zhì)量安全問題備受社會各界的廣泛關(guān)注。除增白劑導(dǎo)致的問題面粉外，添加過量的石灰類物質(zhì)以獲得增重等效果的問題面粉亦被曝光，在造成極大負(fù)面影響的同時嚴(yán)重危害人們的飲食安全和身體健康。對面粉中添加劑的傳統(tǒng)檢測方式以色譜分析法為主，其缺陷是需要對被檢測樣本進(jìn)行分離和復(fù)雜的預(yù)處理，檢測步驟繁瑣，耗時長，且檢測過程中使用化學(xué)試劑，造成環(huán)境污染，因此制約了其廣泛的推廣應(yīng)用。中紅外光譜(Mid-Infrared Spectroscopy, MIR)屬于分子光譜，其產(chǎn)生機(jī)理是物質(zhì)對中紅外譜區(qū)電磁波的吸收。該譜區(qū)的吸收大多數(shù)是官能團(tuán)或化學(xué)鍵的基頻吸收，亦包含少量的倍頻吸收。純物質(zhì)的中紅外光譜具有吸收強(qiáng)度高、譜峰分離明顯、譜峰含義較容易解釋等特點。中紅外光譜分析法具有靈敏度高、分析速度快、可實現(xiàn)無損分析、對環(huán)境友好等優(yōu)點，不僅被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品及食品的品質(zhì)分析，而且還被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、 刑事偵查、法醫(yī)鑒定、合成化合物表征等諸多領(lǐng)域。根據(jù)中紅外光譜產(chǎn)生的條件可知，一些無機(jī)物，如石灰類物質(zhì)，在中紅外譜區(qū)具有較強(qiáng)的特征吸收。氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣的特征吸收峰具有譜峰位置分離、特征性明顯、較容易解釋等特點。這是中紅外光譜法對該種類無機(jī)物定性、定量分析的光譜學(xué)依據(jù)， 亦即中紅外光譜法對無機(jī)物的檢測是具有可行性的。此外，衰減全反射技術(shù)的應(yīng)用使得中紅外光譜的采集過程變得非常簡單，為此項技術(shù)的推廣奠定了硬件基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種步驟簡單、無污染的中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法，包括步驟SlOO 采集待測面粉樣本的中紅外光譜；S200:根據(jù)石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜特征，判斷所述待測面粉樣本中是否含有石灰類物質(zhì)。優(yōu)選地，如果所述步驟S200的判斷結(jié)果顯示所述待測面粉樣本中含有石灰類物質(zhì)，則所述步驟S200之后還包括步驟S300 采集標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜；S400 根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜，建立定量校正模型；S500:根據(jù)所述定量校正模型，測定所述待測面粉樣本中石灰類物質(zhì)的含量。優(yōu)選地，所述石灰類物質(zhì)包括氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣，所述純面粉為未混有任何添加劑的面粉。優(yōu)選地，所述步驟S300中標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本包括多個已知面粉樣本，所述已知面粉樣本為添加有氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣的面粉，并且所述氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣的含量彼此相互獨立，所述多個已知面粉樣本的氧化鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布，所述多個已知面粉樣本的氫氧化鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布，所述多個已知面粉樣本的碳酸鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布。優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的樣本容量不少于20個。優(yōu)選地，所述步驟S400包括S401 采用數(shù)據(jù)規(guī)范化、數(shù)據(jù)平滑、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化或者基線校正算法對所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；S402 采用偏最小二乘算法結(jié)合全交互驗證算法建立所述定量校正模型。優(yōu)選地，利用中紅外光譜儀采集所述待測面粉樣本和所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜，且中紅外光譜儀的信噪比不小于10000。(三)有益效果本發(fā)明所述中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法，步驟簡單、無污染，可以對面粉中是否含有石灰類物質(zhì)進(jìn)行快速定性檢測。并且，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜及定量校正模型，可以對面粉中多種石灰類物質(zhì)同時進(jìn)行快速定量測定。


圖1是本發(fā)明的實施例所述中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法流程圖；圖2是本發(fā)明實施例1所述待測面粉樣本的中紅外光譜圖；圖3是本發(fā)明實施例2所述基于氧化鈣含量的定量校正模型的預(yù)測值與真值對應(yīng)關(guān)系圖；圖4是本發(fā)明實施例2所述基于氫氧化鈣含量的定量校正模型的預(yù)測值與真值對應(yīng)關(guān)系圖；圖5是本發(fā)明實施例2所述基于碳酸鈣含量的定量校正模型的預(yù)測值與真值對應(yīng)關(guān)系圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖1是本發(fā)明的實施例所述中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法流程圖。 如圖1所示，中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法，包括步驟SlOO 采集待測面粉樣本的中紅外光譜，采集過程所用中紅外光譜儀的信噪比不小于10000。S200:根據(jù)石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜特征，判斷所述待測面粉樣本中是否含有石灰類物質(zhì)。所述石灰類物質(zhì)包括氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣，所述純面粉為未混有任何添加劑的面粉。如果所述步驟S200的判斷結(jié)果顯示所述待測面粉樣本中含有石灰類物質(zhì)，所述步驟S200之后還包括步驟S300 采集標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜。所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本包括不少于 20個已知面粉樣本，在所述已知面粉樣本中添加有氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣，并且所述氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣的含量之間沒有相關(guān)性，即三種石灰類物質(zhì)的含量彼此相互獨立， 所述多個已知面粉樣本的氧化鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布，所述多個已知面粉樣本的氫氧化鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布，所述多個已知面粉樣本的碳酸鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布。采集標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜所用中紅外光譜儀的信噪比不小于10000。S400:采用數(shù)據(jù)規(guī)范化、數(shù)據(jù)平滑、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化或基線校正等數(shù)據(jù)預(yù)處理算法對所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，采用偏最小二乘算法結(jié)合全交互驗證算法建立定量校正模型。所述定量校正模型建立完成后，對該模型的優(yōu)劣及其預(yù)測性能進(jìn)行評價，評價步驟如下采用決定系數(shù)R2、校正誤差均方根RMSEC、交互驗證誤差均方根RMSECV作為評價模型優(yōu)劣的參數(shù)。模型評價標(biāo)準(zhǔn)為R2盡可能接近100%，RMESC和RMSECV各自數(shù)值盡可能小且RMSECV/RMSEC不超過5. 0。其中，R2的計算如公式(1)所示。
權(quán)利要求
1.一種中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法，其特征在于，包括步驟SlOO 采集待測面粉樣本的中紅外光譜；S200 根據(jù)石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜特征，判斷所述待測面粉樣本中是否含有石灰類物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述步驟S200的判斷結(jié)果顯示所述待測面粉樣本中含有石灰類物質(zhì)，則所述步驟S200之后還包括步驟S300 采集標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜；5400根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜，建立定量校正模型；S500 根據(jù)所述定量校正模型，測定所述待測面粉樣本中石灰類物質(zhì)的含量。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述石灰類物質(zhì)包括氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣，所述純面粉為未混有任何添加劑的面粉。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S300中標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本包括多個已知面粉樣本，所述已知面粉樣本為添加有氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣的面粉，并且所述氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣的含量彼此相互獨立，所述多個已知面粉樣本的氧化鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布，所述多個已知面粉樣本的氫氧化鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布，所述多個已知面粉樣本的碳酸鈣含量在一定區(qū)間范圍內(nèi)均勻分布。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的樣本容量不少于 20個。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S400包括5401采用數(shù)據(jù)規(guī)范化、數(shù)據(jù)平滑、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化或者基線校正算法對所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；S402:采用偏最小二乘算法結(jié)合全交互驗證算法建立所述定量校正模型。
7.如權(quán)利要求2 6中任一項所述的方法，其特征在于，利用中紅外光譜儀采集所述待測面粉樣本和所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜，且中紅外光譜儀的信噪比不小于 10000。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法，涉及食品安全領(lǐng)域。其包括步驟采集待測面粉樣本的中紅外光譜；根據(jù)石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜特征，判斷所述待測面粉樣本中是否含有石灰類物質(zhì)。采集標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜；根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜，建立定量校正模型；根據(jù)所述定量校正模型，測定所述待測面粉樣本中石灰類物質(zhì)的含量。本發(fā)明所述中紅外光譜法檢測面粉中石灰類物質(zhì)的方法，步驟簡單、無污染，可以對面粉中是否含有石灰類物質(zhì)進(jìn)行快速定性檢測。并且，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)系列面粉樣本的中紅外光譜及定量校正模型，可以對面粉中的多種石灰類物質(zhì)同時進(jìn)行快速定量測定。
文檔編號G01N21/35GK102243172SQ20111009323
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者潘立剛, 王冬, 王紀(jì)華, 趙柳, 韓平, 馬智宏 申請人:北京市農(nóng)林科學(xué)院