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第1篇

英文名稱(chēng)：Spectroscopy and Spectral Analysis

主管單位：中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)

主辦單位：中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語(yǔ)

種：中文

開(kāi)

本：大16開(kāi)

國(guó)際刊號(hào)：1000-0593

國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-2200/O4

郵發(fā)代號(hào)：82-68

發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：1981

期刊收錄：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

SA 科學(xué)文摘(英)(2009)

SCI 科學(xué)引文索引(美)(2009)

CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

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期刊榮譽(yù)：

聯(lián)系方式

期刊簡(jiǎn)介

第2篇

[關(guān)鍵詞]近紅外光譜分析技術(shù) 牛奶 化學(xué)分析 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TS207.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）11-0258-01

近紅外光具體指波長(zhǎng)在780-2526nm范圍內(nèi)的電磁波，近紅外光譜分析技術(shù)則是光譜測(cè)量技術(shù)同化學(xué)計(jì)量學(xué)的有機(jī)結(jié)合。近紅外光分析技術(shù)應(yīng)用范圍不斷拓展，在食品行業(yè)中應(yīng)用于調(diào)味品、酒制品、肉類(lèi)等成分鑒別以及真?zhèn)舞b別，近年來(lái)其在牛奶制品化學(xué)分析中也得到了較為廣泛的應(yīng)用。分析近紅外光譜技術(shù)在牛奶及其制品分析檢測(cè)中的應(yīng)用，實(shí)施對(duì)牛奶及其制品的質(zhì)量安全控制，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、近紅外光譜分析技術(shù)原理

近紅外光譜分析技術(shù)是近幾十年來(lái)發(fā)展最為迅速的高新分析技術(shù)之一。我國(guó)從上世紀(jì)80年代開(kāi)始應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)，并逐漸拓展到食品、農(nóng)業(yè)、石化等多個(gè)領(lǐng)域，近紅外光譜是分子振動(dòng)光譜倍頻與合頻吸收光譜，主要為X-H鍵吸收。由于不同基團(tuán)（例如苯環(huán)，甲基等）所生成的光譜在吸收峰的強(qiáng)度以及位置上有差異性，結(jié)合朗伯-比耳吸收定律，光譜特征將鎖著樣品成分含量的變化而變化。近紅外光譜分析技術(shù)具體有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：傳輸性能良好，近紅外光在光導(dǎo)纖維中傳輸性能較好，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝流程的在線檢測(cè)；檢測(cè)手段無(wú)損。近紅外光譜分析技術(shù)檢測(cè)不對(duì)樣品產(chǎn)生損傷，特別是在活體檢測(cè)上有著非常大的優(yōu)勢(shì)；分析速度快捷。近紅外光譜分析技術(shù)不用對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)于樣品的測(cè)量通常在1分鐘之內(nèi)可以完成，其分析速度較快，效率較高；綠色環(huán)保。近紅外光譜分析技術(shù)在檢測(cè)中不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，因而其也被稱(chēng)作綠色檢測(cè)技術(shù)。

二、近紅外光譜分析技術(shù)在牛奶化學(xué)分析中的應(yīng)用

牛奶是由多種物質(zhì)所組成的混合物，其具體包括真溶液、膠體懸乳液、高分子溶液以及乳濁液等。而牛奶成分中蛋白質(zhì)分子、脂肪等對(duì)于近紅外光有著吸收作用，因而近紅外光譜分析技術(shù)在牛奶化學(xué)分析測(cè)定中能夠得到良好應(yīng)用。近紅外光譜分析技術(shù)在牛奶制品上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在在線檢測(cè)與離線檢測(cè)兩個(gè)方面。在線檢測(cè)是指借助光纖探頭直接在生產(chǎn)線中對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)；離線檢測(cè)指用紅外反射儀對(duì)樣品杯或者試管中的樣品實(shí)施全反射檢測(cè)。其具體應(yīng)用包括定性分析牛奶及其制品的產(chǎn)地來(lái)源與品種，以及定量分析牛奶及其制品的微生物與理化指標(biāo)等。

1.在線檢測(cè)

牛奶生產(chǎn)過(guò)程中，因出廠產(chǎn)品一致化的要求，通常需要保證原料成分含量的一致性，而現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)當(dāng)中不能使生產(chǎn)停止來(lái)滿足在線檢測(cè)。近紅外光譜分析技術(shù)的應(yīng)用則實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在線檢測(cè)中，利用近紅外光譜分析技術(shù)對(duì)牛奶成分中的蛋白、乳糖、脂肪、蔗糖以及水分進(jìn)行測(cè)量，能夠取得良好的效果，可廣泛應(yīng)用與鮮奶成品生產(chǎn)以及奶粉生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量監(jiān)控。并且如今近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用也已經(jīng)拓展到了牛奶中病菌數(shù)以及牛奶體細(xì)胞數(shù)測(cè)定方面。吳靜珠等提出了建立包括不同種類(lèi)奶粉樣品集中的脂肪、乳糖、蛋白等的紅外模型，并采取全譜分析結(jié)合模型優(yōu)化的方法，簡(jiǎn)化了近紅外技術(shù)在奶粉定量分析的步驟。劉蓉（2005）通過(guò)最小半球體積法以及半數(shù)重采樣法來(lái)對(duì)牛奶成分近紅外光譜實(shí)施奇異點(diǎn)剔除實(shí)驗(yàn)，這兩種算法的有效結(jié)合有著快速簡(jiǎn)單的特征，能夠適應(yīng)牛奶成分等的在線檢測(cè)，可大大提升分析模型的精度與穩(wěn)定性。朱俊平（2003）通過(guò)多元線性回歸法構(gòu)建用近紅外光譜分析技術(shù)檢測(cè)兒童高鈣奶粉蛋白、乳糖、脂肪的測(cè)定模型。其近紅外法測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)定結(jié)果相一致。但總體來(lái)看，目前近紅外光譜分析技術(shù)在牛奶及其制品在線檢測(cè)中的應(yīng)用尚停留在實(shí)驗(yàn)室的階段，要真正實(shí)現(xiàn)牛奶及其制品生產(chǎn)的在線檢測(cè)還需要做更多的工作。

2.離線檢測(cè)

營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)。牛奶制品營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)主要是指利用近紅外光譜分析技術(shù)對(duì)牛奶中的蛋白質(zhì)、乳糖、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行快速定量的分析。聯(lián)邦德國(guó)的R.T.Carl早在1991年就利用近紅外光譜分析技術(shù)以及偏最小二乘法分析牛奶中的脂肪含量，結(jié)果也表明利用近紅外光譜分析技術(shù)分析牛奶中脂肪含量是非常可行的。

摻假物質(zhì)鑒別。牛奶制品中有許多摻假物質(zhì)，例如植物蛋白、植脂末、乳清粉乃至三聚氰胺等。奶制品摻假成分檢測(cè)主要依賴傳統(tǒng)方法，而近紅外光譜分析技術(shù)的應(yīng)用也能夠起到有效作用。韓東海（2006）具體應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)來(lái)鑒別純牛奶中的還原奶，結(jié)合判別分析方法構(gòu)建起還原奶鑒別模型，并利用偏最小二乘法構(gòu)建起原料奶的ph值以及酸度預(yù)測(cè)模型，具體誤差

致病菌分析。李守軍（2007）對(duì)利用近紅外光譜技術(shù)檢測(cè)牛奶中致病菌方法進(jìn)行了分析。具體采用最小二乘法、余弦相似度聚類(lèi)等方法建立利用近紅外光譜檢測(cè)原料乳大腸桿菌、總菌落數(shù)的模型，結(jié)果表明能夠在50分鐘內(nèi)完成，可有效預(yù)測(cè)原料乳大腸桿菌以及總菌數(shù)。

三、近紅外光譜分析技術(shù)應(yīng)用展望

我國(guó)的奶制品質(zhì)量水準(zhǔn)在食品市場(chǎng)中一直備受關(guān)注，牛奶產(chǎn)品的質(zhì)量也一直是弱項(xiàng)，例如我國(guó)奶粉產(chǎn)品質(zhì)量與西方國(guó)家有著巨大差距。究其原因，在于生產(chǎn)監(jiān)控以及原材料質(zhì)量控制上的差距。近紅外光譜分析技術(shù)有著準(zhǔn)確、快速、便捷等特性，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而這項(xiàng)技術(shù)在牛奶及其制品中的應(yīng)用，則能夠更有效地實(shí)施對(duì)牛奶制品的質(zhì)量監(jiān)控。其對(duì)于提升生產(chǎn)質(zhì)量控制，降低生產(chǎn)成本等發(fā)揮著重要的作用。但同時(shí)，目前近紅外光譜技術(shù)在牛奶分析檢測(cè)中的應(yīng)用仍存在著諸多問(wèn)題有待解決：牛奶為多分散體系，由于測(cè)量條件以及測(cè)量方法等諸多因素影響，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確率有待提升，因而需要開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的數(shù)學(xué)模型以及相關(guān)配件來(lái)提升檢測(cè)精確度；近紅外光譜分析技術(shù)定性與定量分析的關(guān)鍵因素在構(gòu)建準(zhǔn)確的校正模型，因而需要進(jìn)行多種建模方法的對(duì)比來(lái)獲取最優(yōu)化的模型；此外，近紅外光譜分析技術(shù)雖然分析成本較低，但其儀器本身較為昂貴，對(duì)于我國(guó)一些牛奶加工企業(yè)、牛奶養(yǎng)殖場(chǎng)所以及牛奶收購(gòu)站而言，缺乏經(jīng)濟(jì)實(shí)力與生產(chǎn)規(guī)模。因而需要開(kāi)發(fā)出更簡(jiǎn)便，價(jià)格更低的近紅外儀器，拓展其在牛奶檢測(cè)中的應(yīng)用范圍。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，近紅外光譜分析技術(shù)有著簡(jiǎn)便、快速、綠色等特征，隨著我國(guó)乳制品工業(yè)的快速發(fā)展以及社會(huì)對(duì)于乳制品質(zhì)量的關(guān)注，近紅外光譜分析技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。目前我國(guó)乳品市場(chǎng)質(zhì)量安全方面仍然存在著諸多問(wèn)題，新形勢(shì)下，我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加快對(duì)近紅外光譜分析技術(shù)在牛奶化學(xué)分析應(yīng)用的研究，促進(jìn)其在乳品生產(chǎn)檢測(cè)中的高效應(yīng)用，從而提升我國(guó)乳制品的質(zhì)量安全水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒強(qiáng).近紅外光譜技術(shù)在奶酪品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].光譜學(xué)與光譜分析，2011，10.

第3篇

關(guān)鍵詞：近紅外光譜　化學(xué)計(jì)量學(xué)　 中藥材

我國(guó)中藥資源豐富，應(yīng)用歷史悠久。然而由于我國(guó)中藥生產(chǎn)工藝及質(zhì)量控制技術(shù)水平較低，嚴(yán)重制約我國(guó)中藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，藥物分析方法己經(jīng)從傳統(tǒng)的化學(xué)分析發(fā)展到儀器分析階段，紫外可見(jiàn)分光光度法、薄層掃描色譜法、電泳法、氣相和高效液相色譜法及各種聯(lián)用分析技術(shù)等己經(jīng)應(yīng)用到中藥材分析中。但這些方法都需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的樣品準(zhǔn)備和預(yù)處理，測(cè)定成本高且效率較低，因此難以用于中藥產(chǎn)品及其生產(chǎn)過(guò)程的快速分析。

近年來(lái)國(guó)際上提出了一種全新的藥物非破壞快速分析法，該法是將化學(xué)計(jì)量學(xué)同近紅外（NIR）光譜分析法相結(jié)合而形成的新技術(shù)。由于NIR光譜分析法操作簡(jiǎn)便、快速、能非破壞的對(duì)各種樣品進(jìn)行快速、精確的分析，加之分析儀器的數(shù)字化和化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展，運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法已能很好的解決光譜信息的提取及背景干擾方面的影響。因此，NIR光譜在制藥工業(yè)中的應(yīng)用日趨廣泛。隨著中藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的逐步加快，NIR光譜分析法被引入到中藥材分析領(lǐng)域，在中藥材鑒別和有效組分定量分析等方面取得了可喜的進(jìn)展，顯示出NIR光譜分析技術(shù)在中藥材分析中具有廣闊的發(fā)展空間。

一、NIR技術(shù)簡(jiǎn)介

近紅外光譜是人們發(fā)現(xiàn)最早的處于可見(jiàn)光和中紅外光之間的非可見(jiàn)光譜區(qū)域。許多有機(jī)物在該區(qū)域有著特征性吸收，且不同光譜波段的吸收強(qiáng)度與該物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)及濃度之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。它的發(fā)現(xiàn)已有近200年的歷史，而近紅外光譜分析方法卻僅在最近這二十年間才得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。特別是進(jìn)入90年代后，現(xiàn)代近紅外光譜成為了發(fā)展最快、最為引人矚目的光譜分析技術(shù)，是化學(xué)計(jì)量學(xué)與光譜測(cè)量技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，被譽(yù)為分析的巨人。而我國(guó)對(duì)近紅外光譜技術(shù)的研究及應(yīng)用起步相對(duì)較晚，但逐漸受到關(guān)注，并在光譜儀器研制、配套軟件開(kāi)發(fā)、基礎(chǔ)研究和應(yīng)用等方面取得了豐碩的成果，并帶來(lái)了極好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

二、常見(jiàn)的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法

目前，在NIR 光譜分析中最常用的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法為多元校正方法，主要包括：多元線性回歸、主成分分析、主成分回歸和偏最小二乘等。最近十幾年，包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和模糊邏輯系統(tǒng)等軟計(jì)算方法在化學(xué)中的應(yīng)用得到了越來(lái)越多的關(guān)注。由于中藥材化學(xué)物質(zhì)體系非常復(fù)雜，待分析的藥效成分多是混合體，如各種中藥制劑和天然藥物等。同時(shí)在中藥材質(zhì)量控制中，由于中藥生產(chǎn)方式：提取、炮制、煎煮等對(duì)待測(cè)成分的影響，又存在著動(dòng)態(tài)化學(xué)變化和新成分的生成，致使其內(nèi)部有效成分復(fù)雜多變，難以闡明。所以，在實(shí)際的中藥材分析應(yīng)用中，使用常規(guī)的NIR光譜多元校正建模或模式分類(lèi)等方法往往不能取得理想的定性或定量分析結(jié)果，導(dǎo)致其成為阻礙中藥NIR光譜分析技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的瓶頸。為此，有必要進(jìn)一步研究中藥材的NIR光譜計(jì)算分析方法學(xué)。

三、NIR技術(shù)在中藥材分析中的應(yīng)用

中藥材分析包括定性分析和定量分析兩個(gè)方面。定性分析多為對(duì)中藥材及中成藥的真假鑒別、產(chǎn)地鑒別和來(lái)源鑒別。湯彥豐等[1]將近紅外漫反射光譜分析技術(shù)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相結(jié)合, 對(duì)52種大黃樣品進(jìn)行了測(cè)定和鑒別, 正確率可達(dá)96%。劉沭華等[2]采用近紅外光譜法結(jié)合近鄰法和多類(lèi)支持向量機(jī)等模式識(shí)別技術(shù)對(duì)來(lái)自4個(gè)不同產(chǎn)地的269個(gè)白芷樣本和6個(gè)不同產(chǎn)地的350個(gè)野生和栽培丹參樣本進(jìn)行了產(chǎn)地鑒別。劉荔荔等[3]采用傅立葉變換近紅外光譜結(jié)合聚類(lèi)分析對(duì)7種紅曲霉屬真菌發(fā)酵制成的紅曲藥材進(jìn)行了成功鑒別。

中藥材的定量分析主要指對(duì)中藥材有效成分含量的測(cè)定, 于曉輝等[4]將近紅外光譜技術(shù)與徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,對(duì)42種大黃樣品中的主要有效成分: 蒽醌類(lèi)化合物、水溶性蒽甙類(lèi)化合物、芪甙類(lèi)化合物和鞣質(zhì)類(lèi)化合物進(jìn)行了定量預(yù)測(cè)分析。朱向榮[5]應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法, 成功的測(cè)出中藥清開(kāi)靈注射液中間體總氮和梔子苷的含量。趙玉清等[6]采用近紅外光譜建立了偏最小二乘模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃芪提取液中總皂苷含量的測(cè)定。

四、展望

為了更好發(fā)揮近紅外光譜法在中藥領(lǐng)域的快速分析作用，拓展各種化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的應(yīng)用范圍，為其在中藥材分析中的應(yīng)用打下一定基礎(chǔ)，當(dāng)前必須進(jìn)行中藥材近紅外光譜的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法研究，特別是發(fā)展近紅外光譜非線性建模方法、特征光譜信息提取、化學(xué)信息模式識(shí)別以及模糊聚類(lèi)分析等方法，發(fā)展形成中藥材快速分析新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中藥生產(chǎn)全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控，這對(duì)于推進(jìn)我國(guó)中藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程具有重大理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]湯彥豐, 張卓勇, 范國(guó)強(qiáng) 光譜學(xué)與光譜分析 2004, 24 (11): 1348-1351

[2]劉沭華，張學(xué)工，周群，光譜學(xué)與光譜分析 2006，26（4）∶629-632.

[3]劉荔荔, 邢旺興, 賈暖, 林培英, 必鶴鳴, 吳玉田 第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)2002，23（11）:1230-1232

[4] 于曉輝, 張卓勇, 馬群, 范國(guó)強(qiáng) 光譜學(xué)與光譜分析 2007, 27 (3): 481-485