多模式振动光谱在食品安全检测中的应用研究

发布时间：2017-05-27 15:16

  本文关键词：多模式振动光谱在食品安全检测中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：食品安全问题已日益成为我国重大公共卫生和经济问题，引起了全社会的高度关注。食品检测技术是解决食品安全问题的关键手段之一，准确可靠的检测手段将有效控制食品安全问题的发生。然而，，常规检测手段往往耗时、昂贵、需要繁琐的预处理，难以应对我国食品问题多发的严峻局面。在各项分析技术中，振动光谱技术以其快速、简单、低成本等显著优点，成为食品安全检测的最优选技术之一。由于一般的食品检测方法使用单一光谱检测技术，极有可能造成误检、漏检等问题，因此，本文提出多模式振动光谱技术，深入探讨不同振动光谱的产生机理和建模理论，并对生活中常见的面粉和乳制品安全问题进行检测。论文研究内容主要包括如下几个部分： 1.以食品安全检测为背景，详细探讨了常规检测技术与光谱检测技术的优缺点。在此基础上，选择近红外光谱和拉曼光谱为本文主要研究手段，综合分析多模式振动光谱技术的原理和优缺点，进而探讨其在检测中的互补优势。 2.深入探讨了食品样本的振动光谱定量分析的干扰因素。尝试将光谱中的背景、信号、噪音信息根据时域成分的不同而进行有效分离，进而建立多尺度建模方法。多尺度建模对不同尺度上的信息分别建立子模型，并赋予不同的权重，在抑制干扰因素的同时充分利用光谱中的有用信息，实现预处理和建模的一体化。 3.尝试采用多模式振动光谱检测面粉中掺杂的硼砂，并分别对两种光谱进行多尺度分解和偏最小二乘建模，最终以决策数据融合的方式，充分提取近红外光谱信息与拉曼光谱信息，进而分别实现定量分析预测集样品中硼砂浓度的目的。 4.尝试采用多模式振动光谱检测奶粉中的真蛋白含量,分别采集奶粉样品的近红外光谱和拉曼光谱，并深入探讨该两种光谱的信号特征以建立稳定、可靠的蛋白质预测模型，进一步验证振动光谱对于食品中营养成分检测的可行性。 本文通过采用多模式振动光谱检测技术，结合决策数据融合方法，实现了近红外光谱和拉曼光谱的一体化诊断，并成功地将该技术应用于面粉非法添加剂、乳制品真蛋白检测过程中，具有广阔的应用前景。
【关键词】：食品安全 多模式振动光谱 偏最小二乘 多尺度建模 决策数据融合
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R155.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 影响食品安全的因素11-12
• 1.2.1 化学物质的应用对食品安全的影响11
• 1.2.2 食品包装材料和容器对食品安全的影响11
• 1.2.3 环境污染对食品安全的影响11
• 1.2.4 生物性污染对食品安全的影响11-12
• 1.3 国内研究现状12-14
• 1.3.1 我国食品安全的现状和影响12-13
• 1.3.2 国内食品安全检测现状13-14
• 1.4 本文主要内容14-16
• 第二章 多模式振动光谱检测技术的理论基础16-25
• 2.1 近红外光谱技术16-18
• 2.1.1 近红外光谱技术的发展历史及应用16-17
• 2.1.2 近红外光谱分析技术理论17-18
• 2.2 拉曼光谱技术18-21
• 2.2.1 拉曼光谱的发展历史18-19
• 2.2.2 拉曼散射的量子理论19-21
• 2.2.3 常见拉曼光谱技术21
• 2.4 近红外光谱分析技术与拉曼检测技术综合分析21-24
• 2.4.1 近红外光谱技术与拉曼光谱技术的特点22-23
• 2.4.2 近红外光谱技术与拉曼光谱技术的联系23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 多模式振动光谱分析技术中的化学计量学方法25-38
• 3.1 化学计量学概述25
• 3.2 常用化学计量学方法25-26
• 3.3 偏最小二乘法26-28
• 3.3.1 偏最小二乘法基本原理26-27
• 3.3.2 交叉验证有效性27
• 3.3.3 模型评价参数27-28
• 3.4 多尺度建模分析28-37
• 3.4.1 多尺度建模分析概述28-29
• 3.4.2 连续小波变换29-30
• 3.4.3 离散小波变换30-31
• 3.4.4 多尺度分析31-33
• 3.4.5 Mallat 算法33-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 多模式振动光谱法测定面粉中硼砂的研究38-53
• 4.1 前言38-39
• 4.1.1 面粉38
• 4.1.2 硼砂38-39
• 4.2 实验样品与试剂39
• 4.3 实验仪器39
• 4.4 实验方法39-40
• 4.5 结果分析40-52
• 4.5.1 光谱分析40-44
• 4.5.2 建模参数优化44-49
• 4.5.3 建模结果49-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 多模式振动光谱法测定奶粉中蛋白质的研究53-62
• 5.1 前言53
• 5.2 实验样品53
• 5.3 实验仪器53-54
• 5.4 实验方法54
• 5.5 结果分析54-61
• 5.5.1 光谱分析54-55
• 5.5.2 建模参数优化55-58
• 5.5.3 建模结果58-61
• 5.6 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 工作总结和主要研究结论62-63
• 6.2 本文的主要创新点63
• 6.3 工作展望63-64
• 参考文献64-68
• 发表论文和参加科研情况说明68-69
• 致谢69-70
• 附表一70

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本文编号：400385