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拉曼光谱法无损检测蜂蜜中的果糖和葡萄糖含量

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2016年10月09日 11时10分29秒 来源: 互联网
导读:应用拉曼光谱结合化学计量学方法对蜂蜜果糖和葡萄糖含量进行了定量分析。

拉曼光谱法无损检测蜂蜜中的果糖和葡萄糖含量

李水芳 1,张 欣 2,李姣娟 1,单 杨 3※,黄自知 1
(1. 中南林业科技大学理学院,长沙 410004; 2. 中南大学隆平分院,长沙 410125;3. 湖南省食品测试分析中心,长沙 410125)
摘 要:应用拉曼光谱结合化学计量学方法对蜂蜜果糖和葡萄糖含量进行了定量分析。用自适应迭代重加权惩罚最小二乘(adaptive iteratively reweighted penalized least squares,airPLS)算法进行基线校正,用竞争性自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)算法筛选变量,分别用线性的偏最小二乘(partial leastsquares,PLS)回归算法和非线性的支持向量机(support vector machines,SVM)回归算法建立定量校正模型,并进行预测。2 种模型都有较好的预测结果。对果糖,SVM 模型预测值与高效液相色谱法(high performance liquidchromatography,HPLC)测定值的相关系数(R)和预测均方根误差(root mean square error of prediction,RMSEP)分别为 0.902 和 1.401,略优于 PLS 模型(R 为 0.892,RMSEP 为 1.604);对葡萄糖,PLS 模型的 R 和 RMSEP分别为 0.968 和 0.669,优于 SVM 模型(R 为 0.933,RMSEP 为 1.410)。结果表明拉曼光谱结合化学计量学方法可快速无损测定蜂蜜果糖和葡萄糖含量。
关键词:无损检测;拉曼光谱;葡萄糖;蜂蜜;果糖含量;偏最小二乘法;支持向量机法doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2014.06.030
李水芳,张 欣,李姣娟,等.拉曼光谱法无损检测蜂蜜中的果糖和葡萄糖含量[J].农业工程学报,2014,30(6):249-255.
Li Shuifang, Zhang Xin, Li Jiaojuan, et al. Non-destructive detecting fructose and glucose content of honey with Ramanspectroscopy[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014,30(6): 249-255. (in Chinese with English abstract)

0 引 言

蜂蜜是一种成分高度复杂的天然保健食品,其主要成分是糖类和水分。此外,还含有蛋白质、氨基酸、微量元素、芳香物质的高级醇、有机酸、色素、胶质物、醇类、酶类、维生素、蜂花粉、激素等。到目前为止,在蜂蜜中被鉴定出的物质有 180多种。蜂蜜成分受产地、蜂种、环境、蜜源、采收时间、贮藏时间等诸多因素影响[1]。蜂蜜中的糖类主要是果糖和葡萄糖,约占蜂蜜总糖的 85%~95%[2],其次为蔗糖,一般不超过 5%。另外,还有少量的麦芽糖、异麦芽糖、黑曲糖、茧蜜糖、松三糖、曲二糖、棉子糖、蜜二糖、麦芽三糖等 20 多种二糖和多糖[3]。
果糖和葡萄糖是蜂蜜中最主要的糖类物质。中华人民共和国供销合作行业标准(蜂蜜)(GH/T18796-2012)、中华人民共和国国家标准--食品安全国家标准(蜂蜜)(GB 14963-2011)、国际食品法典委员会蜂蜜标准及欧盟蜂蜜标准对蜂蜜中果糖和葡萄糖的含量都有严格规定。目前果糖和葡萄糖含量的检测方法主要是高效液相色谱法。但该法存在一些缺点:耗时、需前处理、需用化学试剂、要求检测人员具有较高专业技能。
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