為了幫助人們快捷檢測食品健康問題,光譜分析技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)與智能手機(jī)的融合誕生了面向普通民眾的高光譜應(yīng)用,借助于嵌入到智能手機(jī)里的光譜儀,實時獲取通過手機(jī)快速檢測果蔬食品安全信息。
任何物質(zhì)都具有能量,產(chǎn)生獨(dú)有的光波,因此不同的物質(zhì)反射的光波也不盡相同,這就好像是與生俱來的身份證,是辨別物質(zhì)簡單,準(zhǔn)確的方式。通常人眼可看見的光波被稱為可見光,波長一般在390納米到780納米之間,而這臺被稱為短波紅外高光譜儀能夠分辨2500納米的光譜,是人眼完全看不到的部分,但借助這束光波就能夠讓我們有一雙看透一切物質(zhì)的眼睛。不同材質(zhì)的東西,它的光譜曲線也不一樣,科研人員就是通過這個原理,來進(jìn)行食品新鮮度的檢測。
什么豆芽是不是用藥水泡過的,市場里的肉新不新鮮,甚至是葡萄的含糖量都能“嗖”一下就透視出來。實際上,這種光譜透視眼不僅能看透食材的優(yōu)劣,還能分辨紅酒的純度,未來甚至還能預(yù)測果蔬的病蟲害。
從近紅外光譜可以得到分子中含氫基團(tuán)的振動光譜的大量信息,已成功地應(yīng)用于定量分析。然而,近紅外光譜(NIR)嚴(yán)重重疊,需用化學(xué)計量學(xué)的方法,建立多元回歸的定量模型進(jìn)行分析和預(yù)測。偏小二乘法(PLS)是近紅外光譜分析中使用多和效果好的方法。PLS 通過因子分析將光譜(多維空間數(shù)據(jù),維數(shù)相當(dāng)于波長數(shù)目)壓縮為低維空間數(shù)據(jù),將原近紅外復(fù)雜光譜分解為多種成分的單一光譜,并去除干擾組分和干擾因素的影響,僅選用有用的組分參與官能團(tuán)定量關(guān)系的回歸。因此,PLS 既能將原光譜數(shù)據(jù)映射為信息量非常集中的少數(shù)潛變量,又能選出和應(yīng)變量相關(guān)性大的潛變量,作為主成分建立模型。
目前, 近紅外光譜技術(shù)用于啤酒檢測主要測定啤酒中的酒精度、原麥汁濃度、總酸及糖度,具有較好的精度,可以替代常規(guī)的理化分析方法。運(yùn)用不同的化學(xué)計量學(xué)方法建立多元線性回歸、逐步回歸分析、主成分分析、主成分回歸、偏小二乘法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的近紅外光譜定性或定量校正模型,通過所建立的校正模型,實現(xiàn)對未知樣品的定性或者定量分析, 在相同的啤酒酒精度的檢測中,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測精度優(yōu)于逐步回歸分析,逐步回歸分析優(yōu)于多元線性回歸,偏小二乘法差。由于近紅外光譜技術(shù)具有實時、快速的特點,易于實現(xiàn)生產(chǎn)過程質(zhì)量的在線控制,具有廣泛的應(yīng)用前景。
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