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动物饲料和食物中三聚氰胺的激光拉曼光谱检测

时间:2022-11-17 百科知识 版权反馈
【摘要】:而激光拉曼光谱检测系统则具有很大的优势,如无需试剂、快速等。下面介绍动物饲料和食物中三聚氰胺的激光拉曼光谱检测技术方法。在每种食物、饲料干燥物质中混合三聚氰胺以获得0.5%、1.0%、3.0%和6.0%污染范围内的浓度,用研钵和杵把混合物混合均匀。图5-14所示为三聚氰胺和小麦面粉混合物的典型的FT拉曼光谱。同样,对被三聚氰胺污染的玉米麸和豆粕拉曼光谱分析结果表明,670cm-1波段也能有效地检测低于0.2%的三聚氰胺。

5.3.1 动物饲料和食物中三聚氰胺的激光拉曼光谱检测

自从2007年宠物食品掺假,三聚氰胺被确认为造成大量猫和狗死亡的有机化合物,三聚氰胺污染动物饲料原料对食品安全的影响就成为民众主要关注的问题。尽管一些机构和组织已经建立了气相色谱气质联用仪和LC-MS/MS程序用于分析食品/饲料商品中的三聚氰胺,而且能够检测微量三聚氰胺污染物,但是这些实验过程费时,且需要昂贵的质谱仪。而激光拉曼光谱检测系统则具有很大的优势,如无需试剂、快速等。下面介绍动物饲料和食物中三聚氰胺的激光拉曼光谱检测技术方法(Liu Y.,2009)。

研究中购买化学药品为三聚氰胺(纯度>99%),并在没有进一步净化前使用;从商店和美国马兰州贝兹维尔的农业部乳品中心购买小麦粉、玉米麸和豆粕。在每种食物、饲料干燥物质中混合三聚氰胺以获得0.5%、1.0%、3.0%和6.0%污染范围内的浓度,用研钵和杵把混合物混合均匀。

应用Nicolet 670FT拉曼光谱仪、1 064nm Nd:YAG激光器(激光功率0.5W)采集拉曼光谱。同时应用FalconⅠ分子化学成像系统来采集拉曼光谱图像,激光器采用785nm,功率为450mW。

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图5-14 含有三聚氰胺污染的小麦粉拉曼光谱

(自上而下分别是在0,0.2,0.5,1.0和100%纯三聚氰胺百分比

图5-14所示为三聚氰胺和小麦面粉混合物的典型的FT拉曼光谱。由图可知,在1 700~300cm-1范围内0.2%、0.5%、1.0%和100%三聚氰胺百分比的浓度与光谱值大小有关系。在一些特定波段拉曼光谱值随着三聚氰胺浓度增加而增加或减少。仔细比较图5-14中的光谱曲线表明,包含有2%三聚氰胺的混合物光谱中存在一个微弱的670cm-1波段。随着三聚氰胺的浓度由0.2%下降到0,670cm-1波段的光谱值会增强。因此670cm-1波段可用于鉴定小麦粉中是否含有低于0.2%的三聚氰胺成分。

同样,对被三聚氰胺污染的玉米麸和豆粕拉曼光谱分析结果表明,670cm-1波段也能有效地检测低于0.2%的三聚氰胺。因此,670cm-1可作为检测食品、饲料中三聚氰胺特征波长。

采用成像技术检测三聚氰胺混合物具有更高的特异性和灵敏度。可以获得全视野范围内光谱图像信息,即既有拉曼光谱信息又有拉曼图像信息,也就是拉曼高光谱图像信息。图5-15(a)显示了已知含有6%三聚氰胺的小麦粉试样的清晰图片,全视野反射图片不能看出明显的三聚氰胺污染物。在相同点上采集拉曼高光谱图像。图5-15(b)显示了在670cm-1波段的高光谱图像,这里就能明显看出不同像素点处的图像区别,也就是能区分不同成分物质,包括三聚氰胺污染物。图5-15(d)表示的是图5-15(b)中用方框表示的两个区域的拉曼光谱差别。图5-15(c)是图5-15(a)和5-15(b)的融合图片,是一个全视野的拉曼融合图像,灰色曲线表示三聚氰胺混合物,黑色表示小麦粉。

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图5-15 小麦粉与三聚氰胺混合物拉曼高光谱图像信息

(a)混合物反射图片;(b)670cm-1拉曼图像;

(c)伪彩色拉曼图像与反射图片的融合;

(d)混合物不同位置的拉曼光谱信息

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