摘要應(yīng)用AOTF-近紅外光譜法測(cè)定了406個(gè)不同地區(qū)不同等級(jí)煙草樣品的近紅外光譜,用Unscrambler定量分析軟件將光譜與對(duì)應(yīng)的化學(xué)成分相關(guān)聯(lián),建立了煙草中總糖還原糖總煙堿和鉀的回歸模型總糖還原糖總煙堿和鉀含量近紅外光譜分析模型的決定系數(shù)R2分別為0.98400.98660.9884和0.9201用這些模型對(duì)未知樣品進(jìn)行了預(yù)測(cè),總糖還原糖總煙堿和鉀模型預(yù)測(cè)的平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.23%2.31%3.60%和5.98%實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,AOTF-NIR技術(shù)可以用于煙草主要化學(xué)成分的檢測(cè),并為此技術(shù)用于卷煙生產(chǎn)過(guò)程中的在線檢測(cè)和監(jiān)控提供依據(jù)
主題詞聲光可調(diào)濾光器;近紅外光譜;煙草化學(xué)成分;偏Z小二乘法(PLS)
中圖分類號(hào): 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
煙草中的主要化學(xué)成分(總糖總煙堿總氮蛋白質(zhì)等)含量是表征煙草質(zhì)量的重要指標(biāo),因此煙草化學(xué)成分分析在煙草科研中起著相當(dāng)重要的作用常規(guī)的分析方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力操作繁瑣復(fù)雜,而近紅外光譜分析(NIR)則具有簡(jiǎn)便快速低成本無(wú)污染以及樣品的非破壞性和多組分同時(shí)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于食品石油化工醫(yī)藥等行業(yè)[1]物質(zhì)分子中C-HN-HO-H和C=O等基團(tuán)振動(dòng)頻率的合頻與倍頻的吸收正好落在近紅外區(qū),因此,近紅外技術(shù)比較適合于分析與這些基團(tuán)有直接或間接關(guān)系的成分煙草中的總糖還原糖煙堿和總氮等都包含了這些基團(tuán),故近紅外技術(shù)是分析這些成分的一種理想分析技術(shù)
傳統(tǒng)的紅外分光光度技術(shù)采用棱鏡或光柵做色散元件,以這些色散元件為核心的紅外光譜測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本高,使得分析檢測(cè)僅適于實(shí)驗(yàn)室條件下應(yīng)用自20世紀(jì)80年代后期,一種新型的色散元件聲光可調(diào)濾光器(Acousto-optic tunable filter,簡(jiǎn)稱AOTF)逐漸受到人們的重視[2-6]AOTF是基于各向異性的雙折射晶體的聲光衍射原理,利用超聲波與特定的晶體作用而產(chǎn)生分光的光電器件[7-9]與傳統(tǒng)的基于機(jī)械調(diào)諧分光元件的光譜儀器相比,以AOTF作為分光元件的光譜儀具有明顯的優(yōu)越性:它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,光學(xué)系統(tǒng)無(wú)移動(dòng)性部件,體積小,集光能力強(qiáng),Z吸引人之處在于它的波長(zhǎng)切換快重現(xiàn)性好,程序化的波長(zhǎng)控制使得這種儀器的應(yīng)用具有更大的靈活性,尤其是外部防塵和內(nèi)置的溫度濕度集成控制裝置,大大提高了儀器的環(huán)境適應(yīng)性,加之全固態(tài)集成設(shè)計(jì)產(chǎn)生優(yōu)異的避震性能,使其近年來(lái)在工業(yè)在線和現(xiàn)場(chǎng)(室外)分析中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[10,11]
AOTF的出現(xiàn)和應(yīng)用,結(jié)束了檢測(cè)分析只能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的歷史,將過(guò)去必須在室內(nèi),且對(duì)溫度濕度防震均有嚴(yán)格要求的近紅外光譜儀,轉(zhuǎn)移到了生產(chǎn)在線和現(xiàn)場(chǎng)就卷煙行業(yè)來(lái)說(shuō),對(duì)卷煙加工過(guò)程煙葉儲(chǔ)存養(yǎng)護(hù)過(guò)程入庫(kù)及在庫(kù)煙葉內(nèi)在質(zhì)量的檢測(cè)和監(jiān)控,可以為煙廠提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的科技含量提供保證采用AOTF-近紅外光譜技術(shù)(AOTF-NIR)進(jìn)行煙草主要化學(xué)成分含量的檢測(cè)目前在國(guó)內(nèi)外還少有報(bào)道我們將自制的樣品杯和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)應(yīng)用于AOTF-NIR技術(shù),對(duì)檢測(cè)煙草總糖還原糖總煙堿和鉀的含量作了初步研究,掃描了406個(gè)不同地區(qū)不同等級(jí)的煙草樣品,利用光譜和化學(xué)成分含量之間的關(guān)系建立了AOTF-NIR定量分析模型,為AOTF-NIR技術(shù)用于卷煙生產(chǎn)加工過(guò)程的在線和現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制提供了依據(jù) 便攜式AOTF近紅外光譜分析儀 實(shí)驗(yàn)室AOTF近紅外光譜分析儀
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