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《江南大学》 2017年
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几种常见饮料的荧光相关光谱分析

顾颂  
【摘要】:二维相关光谱技术能有效地凸显一维信号的动态变化,提高光谱分辨率,因而在食品安全和环境监测等领域得到广泛应用,而荧光相关光谱则是广义二维相关光谱技术在荧光光谱分析领域中的一个新的扩展。本论文尝试将荧光相关光谱技术,结合化学计量学算法,应用于几种常见饮料的光谱分析,研究结果可为食品安全检测和荧光相关光谱的发展提供帮助,具体研究工作如下:1.使用荧光光谱仪测量了胭脂红溶液最佳激发波长下的荧光发射谱,同时选用相同条件下超纯水的光谱数据作为参考光谱,以溶液中胭脂红的浓度为外扰变量,构建胭脂红不同浓度的荧光相关光谱。将得到的荧光相关光谱与小波降噪和偏最小二乘回归(PLSR)结合,建立测定溶液中胭脂红含量的预测模型,从中得到:自相关光谱比同步相关光谱对胭脂红浓度的预测效果更好。2.根据色氨酸溶液荧光峰值波长下的激发光谱,从中选取并测量250nm、255nm及260nm下的发射光谱,研究了荧光相关光谱在激发波长和浓度两种外扰方式下,分别结合PLSR和径向基神经网络(RBF)建模的预测效果,结果表明:以浓度为外扰的自相关光谱能有效抑制噪声;选用荧光峰值波长处的相关强度结合RBF建立的预测模型,预测效果较好。3.采用浓度梯度法对不同浓度红茶、绿茶和苹果汁的三维荧光光谱进行检测,从中提取荧光特征信息,并结合茶叶的制造工艺以及苹果汁的酶促褐变现象,对荧光光谱特性的差异进行合理地解释。利用荧光相关光谱结合fisher判别法,对6种市售100%浓缩还原苹果汁和6种不同苹果的鲜榨苹果汁进行正确分类。4.同时,对比了宜兴炒青绿茶的荧光相关光谱,在对数变换、多元散射校正、小波降噪等10种常见预处理方式下的处理结果。在此基础上,提出了LT+WLD的预处理方式。采用该方法对儿茶素、表儿茶素的相关光谱进行数据处理,研究结果表明:LT+WLD的预处理方式,能够有效抑制相关计算过程中的噪声,提高荧光相关光谱的分辨率。
【关键词】:荧光光谱 荧光相关光谱 偏最小二乘回归(PLSR) 径向基神经网络(RBF) 数据预处理
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O657.3;TS275
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-7
  • 第一章 绪论7-10
  • 1.1 本课题的研究背景7-8
  • 1.2 国内外的研究动态及发展趋势8-9
  • 1.3 本文的主要研究内容与创新点9-10
  • 1.3.1 主要研究内容9
  • 1.3.2 主要创新点9-10
  • 第二章 荧光光谱与荧光相关光谱技术10-17
  • 2.1 荧光发光原理10-11
  • 2.2 荧光分析技术11-13
  • 2.2.1 常见的荧光光谱分析技术11-12
  • 2.2.2 荧光光谱特征参数12-13
  • 2.3 二维相关光谱分析技术13-16
  • 2.3.1 二维相关光谱的发展13-14
  • 2.3.2 二维相关光谱的基本原理14-15
  • 2.3.3 二维相关光谱及其表现形式15-16
  • 2.4 荧光相关光谱分析技术16
  • 2.5 本章小结16-17
  • 第三章 基于荧光相关光谱测定胭脂红和色氨酸的浓度17-25
  • 3.1 实验仪器与材料17
  • 3.2 胭脂红的荧光光谱测定17-19
  • 3.2.1 实验部分17-18
  • 3.2.2 数据处理18-19
  • 3.3 荧光相关光谱结合偏最小二乘回归测定胭脂红的浓度19-20
  • 3.4 色氨酸的荧光光谱测定20-21
  • 3.4.1 实验部分20-21
  • 3.4.2 数据处理21
  • 3.5 荧光相关光谱结合两种算法测定色氨酸的浓度21-23
  • 3.5.1 应用偏最小二乘回归测定色氨酸的浓度21-22
  • 3.5.2 应用径向基神经网络测定色氨酸的浓度22-23
  • 3.6 本章小结23-25
  • 第四章 苹果汁的荧光光谱及荧光相关光谱分析25-39
  • 4.1 儿茶素和表儿茶素的荧光光谱分析25-27
  • 4.1.1 儿茶素和表儿茶素的荧光光谱测定25-26
  • 4.1.2 儿茶素和表儿茶素浓度的测定26-27
  • 4.2 苹果汁的荧光光谱及其特性分析27-34
  • 4.2.1 几种鲜榨苹果汁的三维荧光光谱27-31
  • 4.2.2 几种浓缩还原苹果汁的三维荧光谱31-34
  • 4.3 基于荧光相关光谱鉴别鲜榨苹果汁和浓缩还原苹果汁34-36
  • 4.3.1 苹果汁荧光相关光谱特性的分析34-35
  • 4.3.2 基于荧光相关光谱对苹果汁的鉴别35-36
  • 4.4 苹果汁随时间变化的荧光光谱36-38
  • 4.5 本章小结38-39
  • 第五章 几种绿茶和红茶的荧光光谱及荧光相关光谱分析39-58
  • 5.1 绿茶和红茶的荧光光谱及其特性分析39-47
  • 5.1.1 几种绿茶的三维荧光光谱39-44
  • 5.1.2 几种红茶的三维荧光光谱44-47
  • 5.2 绿茶和红茶荧光光谱特性的对比分析47
  • 5.3 绿茶和红茶荧光相关光谱特性的对比分析47-48
  • 5.4 几种预处理方法对荧光相关光谱分辨率的影响48-57
  • 5.4.1 常用的数据预处理方法48-50
  • 5.4.2 预处理方法的对比研究50-57
  • 5.5 本章小结57-58
  • 主要结论与展望58-60
  • 主要结论58-59
  • 展望59-60
  • 致谢60-61
  • 参考文献61-64
  • 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文64

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