專利名稱：檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)產(chǎn)品安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
面粉是大宗農(nóng)產(chǎn)品之一，是人們?nèi)粘Ｊ澄锏闹饕獊?lái)源之一。面粉質(zhì)量安全不但直接關(guān)系著人們的身體健康，而且是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的大事。然而近年來(lái)，面粉質(zhì)量安全問(wèn)題備受社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。除增白劑導(dǎo)致的問(wèn)題面粉外，添加過(guò)量的氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣等石灰類物質(zhì)以獲得增重等效果的問(wèn)題面粉亦被曝光，不僅對(duì)社會(huì)造成極大的負(fù)面影響，而且嚴(yán)重危害人們的飲食安全和身體健康。對(duì)面粉中添加劑的傳統(tǒng)檢測(cè)方式以色譜分析法為主，其缺陷是需要對(duì)被檢測(cè)樣本進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，檢測(cè)步驟繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，且檢測(cè)過(guò)程中使用化學(xué)試劑，造成環(huán)境污染，因此制約了其廣泛的推廣應(yīng)用。中紅外光譜(Mid-Infrared Spectroscopy ；MIR)屬于分子光譜，其產(chǎn)生機(jī)理是物質(zhì)對(duì)中紅外譜區(qū)電磁波的吸收。該譜區(qū)的吸收大多數(shù)是官能團(tuán)或化學(xué)鍵的基頻吸收，也包含少量的倍頻吸收。純物質(zhì)的中紅外光譜具有譜峰分離明顯、譜峰含義較容易解釋、吸收強(qiáng)度高等特點(diǎn)。顯微中紅外成像分析(Mid-Infrared Micro-Inaging Analysis)屬于分子光譜化學(xué)成像分析，是一種將成像技術(shù)和光譜分析相結(jié)合的分析技術(shù)。該項(xiàng)分析技術(shù)的原理是采用極細(xì)的中紅外光束逐點(diǎn)采集視野內(nèi)指定區(qū)域中各像素的中紅外光譜，并將所采集到的光譜構(gòu)成顯微中紅外圖像。因此，顯微中紅外成像技術(shù)不僅提供了樣本微區(qū)的光譜信息，而且提供了樣本在微區(qū)的空間分布信息，為從物理空間上排除其它物質(zhì)的干擾提供了可能。傳統(tǒng)的光譜分析技術(shù)將試樣整體采集光譜，因此所得信息是待分析樣本整體的中紅外光譜信息；顯微中紅外成像所采集的數(shù)據(jù)不同于傳統(tǒng)的光譜數(shù)據(jù)，而是包含了兩個(gè)空間坐標(biāo)維、波數(shù)維和吸光度維的多維數(shù)據(jù)，在一定的空間分辨率下，每一個(gè)像素都是一條完整的中紅外光譜。由于該技術(shù)采用極細(xì)的中紅外光束采集微區(qū)圖像，因此可以采集到極小顆粒的中紅外光譜，進(jìn)而通過(guò)成像算法得到微區(qū)視野內(nèi)目標(biāo)物質(zhì)的分布，從而可以在一定程度上解決中紅外光譜鑒別極少量被添加的石灰類物質(zhì)的難題。目前，衰減全反射技術(shù)的應(yīng)用使得中紅外光譜的采樣過(guò)程變得非常簡(jiǎn)單。顯微中紅外成像不需要將樣本進(jìn)行非常復(fù)雜的預(yù)處理即可直接采集圖像。目前的成像系統(tǒng)可以在較短時(shí)間內(nèi)完成較大面積樣本的成像，因此適合農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量快速檢測(cè)的需要。顯微中紅外成像從物理空間角度在很大程度上起到純化被測(cè)物質(zhì)的作用，會(huì)在檢測(cè)添加在面粉中的石灰類物質(zhì)的方面發(fā)揮其快速、無(wú)損、 環(huán)境友好的特點(diǎn)，其成像結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可為市售面粉中石灰類物質(zhì)的快速檢測(cè)提供新的方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何提供一種步驟簡(jiǎn)單、無(wú)污染的檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法，包括步驟SlOO 采集待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像；S200 根據(jù)石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜特征，對(duì)所述面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行成像分析。優(yōu)選地，所述步驟S200之后還包括步驟S300 根據(jù)所述中紅外光譜，計(jì)算所述石灰類物質(zhì)和純面粉的導(dǎo)數(shù)光譜；S400:根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)光譜特征，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行光譜增強(qiáng)成像分析。優(yōu)選地，所述步驟S200中，所述純面粉為未添加任何添加劑的面粉，所述石灰類物質(zhì)為氧化鈣、氫氧化鈣或者碳酸鈣。優(yōu)選地，所述氧化鈣、氫氧化鈣或者碳酸鈣為不低于分析純級(jí)別試劑。優(yōu)選地，所述步驟S200中，采用顯微中紅外成像儀采集所述石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜。優(yōu)選地，所述步驟S200中，根據(jù)所述中紅外光譜特征，采用單波數(shù)成像算法、相關(guān)光譜成像算法、化學(xué)成像算法或者波段比率成像算法，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行成像分析。優(yōu)選地，所述步驟S300中，采用多項(xiàng)式導(dǎo)數(shù)算法計(jì)算所述石灰類物質(zhì)和純面粉的導(dǎo)數(shù)光譜。優(yōu)選地，所述步驟S400中，根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)光譜特征，采用單波數(shù)成像算法、相關(guān)光譜成像算法、化學(xué)成像算法或者波段比率成像算法，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行光譜增強(qiáng)成像分析。優(yōu)選地，所述待測(cè)面粉樣本在采集顯微中紅外圖像前，采用旋風(fēng)磨做均勻混合處理，所述旋風(fēng)磨轉(zhuǎn)速不低于20000轉(zhuǎn)/分，所述待測(cè)面粉樣本混合時(shí)間不低于1分鐘。優(yōu)選地，所述步驟SlOO中，以金片表面為參比采集所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像。(三)有益效果本發(fā)明實(shí)施例所述檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法，通過(guò)對(duì)待測(cè)面粉樣本進(jìn)行顯微中紅外成像，并根據(jù)相應(yīng)的中紅外光譜特征進(jìn)行石灰類物質(zhì)的成像分析，以檢測(cè)面粉樣本中是否含有石灰類物質(zhì)。整個(gè)檢測(cè)過(guò)程無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，檢測(cè)步驟簡(jiǎn)單、快捷，且無(wú)污染，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。此外，由于顯微中紅外成像針對(duì)的樣本尺度可以達(dá)到微米級(jí)別， 和石灰類物質(zhì)的微粒尺寸幾乎相近，因此該方法相對(duì)于很少量的石灰類添加物而言起到了空間尺度上的富集作用，使添加物的檢出信號(hào)相對(duì)于傳統(tǒng)方法更明顯，更有利于添加物的檢出ο


圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法流程圖。如圖1所述，該方法包括步驟SlOO 以金片等強(qiáng)反光材料介質(zhì)表面為參比，使用顯微中紅外成像儀，采集待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像。所述待測(cè)面粉樣本可能添加有氧化鈣、氫氧化鈣或者碳酸鈣。 在采集顯微中紅外圖像前，采用旋風(fēng)磨等混合儀器將待測(cè)面粉樣本充分混合均勻，旋風(fēng)磨轉(zhuǎn)速不低于20000轉(zhuǎn)/分，混合時(shí)間不低于1分鐘，以保證待測(cè)面粉樣本具有足夠高的均勻性。S200:根據(jù)氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣和純面粉的中紅外光譜特征，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行石灰類物質(zhì)的成像分析。具體地，根據(jù)所述中紅外光譜特征， 采用單波數(shù)成像算法對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行石灰類物質(zhì)的成像分析， 氧化鈣和氫氧化鈣的成像參數(shù)波數(shù)3640CHT1，碳酸鈣的成像參數(shù)波數(shù)17Mcm ^獲取中紅外光譜時(shí)，采用顯微中紅外成像儀采集所述氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣和純面粉的中紅外光譜。所述氧化鈣、氫氧化鈣或者碳酸鈣為不低于分析純級(jí)別試劑；所述純面粉為未添加任何添加劑的面粉。S300:根據(jù)所述中紅外光譜，采用多項(xiàng)式導(dǎo)數(shù)算法，計(jì)算所述氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣和純面粉的導(dǎo)數(shù)光譜。S400:根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)光譜特征，采用單波數(shù)成像算法對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行石灰類物質(zhì)的光譜增強(qiáng)成像分析，氧化鈣和氫氧化鈣的成像參數(shù)波數(shù) 3640CHT1，碳酸鈣的成像參數(shù)波數(shù)17Mcm ^此步驟中，根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)光譜特征，進(jìn)行所述石灰類物質(zhì)的光譜增強(qiáng)成像分析，可以對(duì)面粉中微量石灰類物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步降低了檢出限，可檢測(cè)到的石灰含量的最低限可達(dá)到0. 68%。本發(fā)明實(shí)施例所述檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法，通過(guò)對(duì)待測(cè)面粉樣本進(jìn)行顯微中紅外成像，并根據(jù)相應(yīng)的中紅外光譜特征進(jìn)行成像分析，以檢測(cè)面粉樣本中是否含有石灰類物質(zhì)。整個(gè)檢測(cè)過(guò)程無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，檢測(cè)步驟簡(jiǎn)單、快捷，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 此外，由于顯微中紅外成像針對(duì)的樣本尺度可以達(dá)到微米級(jí)別，和石灰類物質(zhì)的微粒尺寸幾乎相近，因此該方法相對(duì)于很少量的石灰類添加物而言起到了空間尺度上的富集作用， 使添加物的檢出信號(hào)相對(duì)于傳統(tǒng)方法更明顯，更有利于添加物的檢出。該方法同樣適用于米粉、木薯粉、玉米粉等其它農(nóng)產(chǎn)品中石灰類物質(zhì)的檢測(cè)。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法，其特征在于，包括步驟SlOO 采集待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像；S200 根據(jù)石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜特征，對(duì)所述面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行成像分析。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S200之后還包括步驟S300 根據(jù)所述中紅外光譜，計(jì)算所述石灰類物質(zhì)和純面粉的導(dǎo)數(shù)光譜；S400:根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)光譜特征，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行光譜增強(qiáng)成像分析。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S200中，所述純面粉為未添加任何添加劑的面粉，所述石灰類物質(zhì)為氧化鈣、氫氧化鈣或者碳酸鈣。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述氧化鈣、氫氧化鈣或者碳酸鈣為不低于分析純級(jí)別試劑。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S200中，采用顯微中紅外成像儀采集所述石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S200中，根據(jù)所述中紅外光譜特征，采用單波數(shù)成像算法、相關(guān)光譜成像算法、化學(xué)成像算法或者波段比率成像算法，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行成像分析。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S300中，采用多項(xiàng)式導(dǎo)數(shù)算法計(jì)算所述石灰類物質(zhì)和純面粉的導(dǎo)數(shù)光譜。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S400中，根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)光譜特征， 采用單波數(shù)成像算法、相關(guān)光譜成像算法、化學(xué)成像算法或者波段比率成像算法，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行光譜增強(qiáng)成像分析。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述待測(cè)面粉樣本在采集顯微中紅外圖像前，采用旋風(fēng)磨做均勻混合處理，所述旋風(fēng)磨轉(zhuǎn)速不低于20000轉(zhuǎn)/分，所述待測(cè)面粉樣本混合時(shí)間不低于1分鐘。
10.如權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟SlOO中，以金片表面為參比采集所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法，涉及食品安全領(lǐng)域。該方法包括步驟采集待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像；根據(jù)石灰類物質(zhì)和純面粉的中紅外光譜特征，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行成像分析；根據(jù)所述中紅外光譜，計(jì)算所述石灰類物質(zhì)和純面粉的導(dǎo)數(shù)光譜；根據(jù)所述導(dǎo)數(shù)光譜特征，對(duì)所述待測(cè)面粉樣本的顯微中紅外圖像進(jìn)行光譜增強(qiáng)成像分析。本發(fā)明的檢測(cè)面粉中石灰類物質(zhì)的方法，檢測(cè)過(guò)程無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，檢測(cè)步驟簡(jiǎn)單、快捷，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。此外，由于顯微中紅外成像針對(duì)的樣本尺度可以達(dá)到微米級(jí)別，和石灰類物質(zhì)的微粒尺寸幾乎相近，相對(duì)于很少量的石灰類添加物而言起到了空間尺度上的富集作用，更有利于添加物的檢出。
文檔編號(hào)G01N21/35GK102243173SQ201110093240
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者李曉婷, 潘立剛, 王冬, 王紀(jì)華, 韓平, 馬智宏 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)林科學(xué)院