本發(fā)明涉及的是一種食品中羅丹明b的快速檢測(cè)方法，具體是一種基于三維熒光光譜采集羅丹明b，并聯(lián)合平行因子法對(duì)熒光光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并以此辨別食品中是否含有羅丹明b。

背景技術(shù)：

羅丹明b又名堿性玫瑰精或玫瑰紅b，是一種人工合成的熒光染料，易溶于水、乙醇，微溶于氯仿和鹽酸等溶液。攝入羅丹明b會(huì)對(duì)肝、脾、腎和心臟血液等都具有一定的損害，嚴(yán)重者引起致畸或致癌作用。羅丹明b于2008年被列入《食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑名單》，由于羅丹明b具有使用成本低、作色效果好和性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，一些食品商家為降低成本提高利潤(rùn)，將其用于食品中，成為危害公眾食品安全的隱患。

目前傳統(tǒng)的羅丹明b檢測(cè)方法主要有高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)法、高效液相色譜熒光檢測(cè)法、高效液相色譜紫外檢測(cè)法等檢測(cè)方法。雖然這些方法能夠?qū)α_丹明b進(jìn)行準(zhǔn)確的定性和定量檢測(cè)，但是其檢測(cè)周期長(zhǎng)、操作復(fù)雜，且需要專業(yè)人員在大型分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作，難以對(duì)食品中的羅丹明b進(jìn)行快速有效的檢測(cè)。

通過對(duì)現(xiàn)有的快速檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，三維同步熒光光譜在食品領(lǐng)域中均有不同的應(yīng)用潛力。特別是近些年來食品中的應(yīng)用較多，特別是在食用植物油、奶制品和飲料等。因此，熒光光譜檢測(cè)技術(shù)在理論上和實(shí)踐中都被證明能夠有效的用于食品質(zhì)量和安全相關(guān)的特征性物質(zhì)快速檢測(cè)。

進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，羅丹明b化學(xué)名為9-(2-羧基苯基)-3,6-雙(二乙氨基)氯化物，具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)在特定的熒光光譜。但是在實(shí)踐檢測(cè)應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)對(duì)于食品中微量的羅丹明b而言，其熒光發(fā)射強(qiáng)度較弱難以滿足檢測(cè)需求。本發(fā)明利用三維熒光光譜技術(shù)采集辣椒或花椒中存在的羅丹明b的光譜數(shù)據(jù)，采用平行因子法對(duì)其進(jìn)行降維處理去除相關(guān)性較差的冗余數(shù)據(jù)，通過激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)法對(duì)其進(jìn)行定性分析和對(duì)羅丹明b的含量范圍進(jìn)行定量分析，藉此將三維熒光光譜法結(jié)合平行因子用于食品中的羅丹明b快速檢測(cè)未見報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出了一種三維熒光光譜聯(lián)合平行因子法快速辨別食品中的羅丹明b。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種羅丹明b三維熒光光譜的采集和數(shù)據(jù)處理方法。首先用溶劑將食品中的羅丹明b溶解下來，置于比色皿中進(jìn)行三維熒光光譜采集；隨后采用平行因子法(parafac)將具有代表性的特征性熒光光譜數(shù)據(jù)提取出來，運(yùn)用通過對(duì)特定的激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)下的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定性分析和濃度范圍進(jìn)行判定。

所述的食品中的羅丹明b溶解下來是指采用水或乙醇等溶劑浸泡5-20分鐘，將其置入比色皿中。

所述的采用平行因子法(parafac)將具有代表性的特征性熒光光譜數(shù)據(jù)提取出來是指，采用多維數(shù)據(jù)處理方法中的平行因子法將三維熒光光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，將冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，最后獲得一組特征性二維熒光光譜數(shù)據(jù)。

所述的激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)是指采用平行因子法篩選一個(gè)或一組特征性強(qiáng)、靈敏度高的激發(fā)光并選擇其相應(yīng)的波長(zhǎng)，發(fā)射波長(zhǎng)是指在固定的激發(fā)波長(zhǎng)下對(duì)食品進(jìn)行激發(fā)處理，產(chǎn)生一系列的發(fā)射光譜。同時(shí)篩選熒光強(qiáng)度最大的發(fā)射波長(zhǎng)和其相對(duì)應(yīng)的激發(fā)波長(zhǎng)組成激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)，該激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)下的熒光強(qiáng)度能有效的對(duì)羅丹明b進(jìn)行定性和定量分析。所述激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)為500/500nm、520/500nm或540/500nm，優(yōu)選540/500nm。

本發(fā)明的有益效果在于：

針對(duì)現(xiàn)有的不法商家將非食用的羅丹明b作為食品添加劑對(duì)辣椒或花椒進(jìn)行染色，引發(fā)了一系列的食品安全事件。傳統(tǒng)的羅丹明b檢測(cè)方法主要基于高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)法、高效液相色譜熒光檢測(cè)法、高效液相色譜紫外檢測(cè)法等檢測(cè)方法。這些方法雖然能夠?qū)κ称分械牧_丹明b進(jìn)行有效的定性和定量檢測(cè)，并且具有靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。但是對(duì)于執(zhí)法部門而言，急需一種能在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)食品中羅丹明b進(jìn)行快速定性檢測(cè)的方法。本發(fā)明涉及到一種三維熒光光譜法可以用于對(duì)食品是否含有羅丹明b進(jìn)行定性分析，通過平行因子和篩選特征性激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)對(duì)羅丹明b含量范圍進(jìn)行簡(jiǎn)單的判定，為執(zhí)法部門提供一種簡(jiǎn)單、快速的羅丹明b判別方法。

附圖說明

圖1為食品中典型的羅丹明b三維熒光光譜圖；

圖2為激發(fā)波長(zhǎng)loading得分圖；

圖3為特征性激發(fā)光譜激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)射光譜圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例花椒或辣椒中羅丹明b的快速檢測(cè)

步驟一：采集三維熒光光譜

（1）樣品前處理：采用電子分析天平稱取花椒或辣椒10g，使用100ml純凈水或乙醇做溶劑浸泡40min，用濾紙過濾至容量瓶中待測(cè)。

（2）熒光光譜采集參數(shù)設(shè)定：三維熒光光譜掃描條件設(shè)置為：激發(fā)波長(zhǎng)（ex）：200-900nm；狹縫寬度為10nm，間隔20nm；發(fā)射波長(zhǎng)（em）：200-900nm，狹縫寬度10nm，間隔1nm，共有701點(diǎn)數(shù)據(jù)；150w氙弧燈做為激發(fā)光源。

（3）光譜采集和數(shù)據(jù)保存：將預(yù)處理過的樣本移至1×1cm熒光石英比色皿中（被測(cè)樣本至少達(dá)到比色皿高度的2/3），在設(shè)定好的參數(shù)條件下對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)譜圖如圖1所示，圖中顯示羅丹明b有一個(gè)特征性三維熒光光譜峰。

步驟二：三維熒光光譜去噪、降維處理

（1）軟件安裝，在計(jì)算機(jī)中安裝matlabr2014a（mathworks，usa）軟件，并將rasmusbro等人研發(fā)的平行因子處理軟件安裝到matlab路徑中，（stedmonca,bror.characterizingdissolvedorganicmatterfluorescencewithparallelfactoranalysis:atutorial[j].limnology&oceanographymethods,2008,6(11):572-579.）。

（2）去噪處理：通過平行因子法中[cutdata]=eemcut(originaldata,20,20,nan,nan,'no')的命令對(duì)三維熒光光譜圖譜進(jìn)行去除噪音處理，將三維熒光光譜中的瑞利散射、拉曼散射和雜峰去除，在保證特征性光譜數(shù)據(jù)的完整性的同時(shí)，去除干擾性因素。通過對(duì)三維熒光光譜的預(yù)處理，能夠降低外界干擾因素，提高羅丹明b檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性。

（3）三維熒光數(shù)據(jù)降維處理：采用plotloadings(test3,7)命令對(duì)預(yù)處理完的三維熒光光譜數(shù)據(jù)的每一個(gè)激發(fā)波長(zhǎng)下的二維熒光數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)oading值評(píng)分，篩選出特征性強(qiáng)的激發(fā)波長(zhǎng)作為激發(fā)光源，獲得降維后的二維熒光光譜數(shù)據(jù)。圖2為羅丹明b的loading得分圖，loading值與強(qiáng)度成正比，因此可以通過loading值對(duì)三維熒光光譜進(jìn)行降維處理，篩選特征性最好、信號(hào)最強(qiáng)的激發(fā)波長(zhǎng)（500~540nm）下的發(fā)射波長(zhǎng)作為羅丹明b熒光光譜信號(hào)。

步驟三：食品中羅丹明b定性和半定量檢測(cè)：圖3為降維后的不同濃度羅丹明b二維熒光光譜吸收波長(zhǎng)圖。圖中可以清晰的看到羅丹明b在發(fā)射波長(zhǎng)500nm處有一個(gè)特征性熒光光譜峰，且強(qiáng)度與羅丹明b量呈現(xiàn)線性正相關(guān)。因此通過三維熒光光譜法可以對(duì)食品中的羅丹明b進(jìn)行快速定性和定量檢測(cè)。對(duì)降維后的二維熒光光譜圖進(jìn)行分析比較，設(shè)定一系列的熒光強(qiáng)度閾值，當(dāng)特征峰的羅丹明b熒光強(qiáng)度大于4.7時(shí)可以判定該食品中含有羅丹明b，作為基于熒光光譜判定羅丹明b存在的重要依據(jù)。當(dāng)熒光強(qiáng)度在5.3時(shí)其食品中羅丹明b含量為0.004mg/ml；5.8時(shí)其食品中的羅丹明b含量0.009mg/ml。

步驟四：優(yōu)化條件

在三維熒光光譜快速對(duì)食品中的羅丹明b含量進(jìn)行檢測(cè)過程中，羅丹明b在食品中的含量與熒光強(qiáng)度符合朗伯比爾定律，因此可以通過熒光強(qiáng)度直接對(duì)羅丹明b進(jìn)行定性和定量檢測(cè)。本方法通過對(duì)羅丹明b進(jìn)行激發(fā)波長(zhǎng)、發(fā)射波長(zhǎng)全波長(zhǎng)掃描發(fā)現(xiàn)，食品中存在一些非羅丹明b或由于機(jī)器因素引起的噪音影響檢測(cè)結(jié)果，因此通過平行因子法對(duì)其進(jìn)行去噪處理。并且采用loading得分圖及二維熒光光譜圖進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)為500/500，520/500，540/500處具有特征性吸收峰，其中540/500為最強(qiáng)吸收峰，因此采用激發(fā)波長(zhǎng)/發(fā)射波長(zhǎng)為540/500nm處的吸收峰對(duì)羅丹明b進(jìn)行定性和定量檢測(cè)。

以上所述實(shí)施方式僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。