食品品质无损检测新技术利用光特性的检测技术.ppt

用可见光做光源，加上代替人眼的色彩传感器，测定对象的反射光和透射光，用于判定果品的成熟度和谷物种子、稻米、水果的等级； 利用对象物的延时发光，可以对水果和蔬菜的叶绿素含量做判定，识别新茶和陈茶； 波长0.8~2.5微米的近红外光，可在40s内实时测定多种食品主要成分； * 柑橘分级中的损伤果的检测，传统的方法是柑橘在传送带上向前移动和滚动过程中，通过人目视进行的。但由于人的疲劳和柑橘损伤程度及大小不同，时常有漏检的情况。随着劳动力费用的增加和分级自动化的发展，自动检测损伤水果以及分级机械的研制已成为农产品生产和加工中的重要课题。 图4-35是精油发射的荧光光谱，图4-36是柑橘损伤部位发射的荧光光谱。在波长510～650nm间，精油和柑橘损伤部位发射的荧光光谱的变化趋势是相同的，峰值波长几乎相等，由此可以得出精油就是柑橘荧光的发光体。 * 激发波长不同，产生的荧光的峰值和强度也不同。为了使精油发出更强的荧光，需要选择最佳激发波长。试验证明，当激发光谱采用220nm和365nm两处波长时，精油发出的荧光达到峰值，因此这两个波长为最佳激发波长。 * * 由于缺乏仪器基础，20世纪50年代以前，近红外光谱的研究只限于少数几个实验室中，且没有得到实际应用。20世纪50年代后，随着简易型近红外光谱仪器的出现以及Norris等人在近红外光谱漫反射技术上所做大量工作，掀起了近红外光谱应用的一个小高潮，近红外光谱在测定农产品（包括谷物、饲料、水果、蔬菜、肉、蛋、奶等）的品质（如水分、蛋白、油脂含量等）方面的研究得到广泛重视。 * 20世纪80年代中期以后，美、日、意等国家相继开始致力于把近红外光谱分析技术应用于医药、农产品与食品加工的在线质量监测与控制的研究,20世纪90年代近红外光谱分析技术又进一步拓展到石油、有机化工、高分子化工、制药与临床医学、生物化工、环境科学、纺织工业、食品工业、法医鉴定等许多行业。近红外光谱还被用在烟草的分类、棉花纤维、饲料中蛋白质及纤维素的测定，并用于监测可耕土壤中的物理和化学变化。红外光谱已广泛用于药物的生产过程控制，包括：药物中活性成分的分析、药物固态剂量分析，无损形态剂量分析等。在生命科学领域，近红外光谱用于生物组织的表征，研究皮肤组织的水分、蛋白和脂肪；Tong等将近红外光谱用于乳腺癌的检查；近红外光谱用于血液中血红蛋白、血糖及其他成分的测定及临床应用研究。 * * * * * 对均匀透明液体样品进行近红外光谱检测时一般采用透射方法。所用的样品池与常规光谱仪器所采用的样品池没有差别，但根据使用波长范围的不同，要注意选择合适的光程（样品池的厚度）。由于近红外光谱对温度比较敏感，为提高分析结果的准确度，有些仪器的样品池配有恒温装置或带有恒温附件。这类恒温装置由于温度可调，对一些较高粘度样品的检测非常有效，因为这类样品在温度升高时粘度降低，减小了折光对光谱的影响。 除常规样品池外，不少近红外光谱仪器带有流通池附件，由于流通池在光路中的位置相对固定，避免了普通样品池放入光路时在位置上可能产生的随机误差。但在使用流通池时应注意池体清洗不彻底、气泡残留等对分析结果的影响。 * 由于通过光纤使检测过程简便化，并可使光谱仪器远离测样现场，许多公司生产的近红外光谱都配有光纤附件供用户选用。根据测样方式，近红外光谱仪器用的光纤测样附件从测样形式上大致可分为两种类型，即透射器件和漫反射器件，有些光纤器件可同时具有两种测样功能。从样品的引入方式看，有探头型的也有流通池型的，不管哪种类型，光纤器件都由入光光纤、出光光纤和池体构成。图4-41为透射和漫反射光纤测样器件的导光示意图。如可变光程的光纤测样探头，其光程根据需要可以在1～20mm范围内调节，将探头前部插入样品，按下光开关后即可测量样品的光谱。 为接受漫反射光，漫反射型的光纤测样器件是由多根光纤集束而成，这种光纤的传输距离较短，一般不宜超过3m。透射分析用的光纤附件既可采用集束光纤，也可采用单根光纤，单根光纤的传输距离较长，可用于过程分析。 由于光纤的应用，使光谱分析技术有可能在更广泛的领域中应用，如微量样品的检测、水中油的分析等，都有可能利用光纤来完成。 * * * * 采用不同光色的光源照射物体时，物体显现的颜色（严格地说是指物体在人眼内产生的颜色感觉）是不同的。这种由光源决定被照物体的特性，称为光源的显色性。为了对光源的显色性作定量比较，引入显色指数的概念。一般说来，显色指数在100～75属优等光源；在75～50属一般光源