陳冬梅
(伊犁州產品質量檢驗所,新疆伊寧 835000)
化學計量學在食品分析中的應用研究
陳冬梅
(伊犁州產品質量檢驗所,新疆伊寧 835000)
化學計量學在食品分析中的應用,為食品的分析注入了新鮮的血液,不同程度的解決了農藥殘留檢測以及現代儀器數據和食品分析中分別面臨的多組分分析問題和儀器數據復雜化、多維化的問題。本文通過對化學計量學在食品分析中的深入研究,進一步擴大化學計量學在除茶葉、酒類、糧油食品以外的其他食品有害元素、農藥殘留檢測以及摻偽分析、分類識別等方面的應用。本文首先簡單介紹了化學計量學在食品分析中常用的幾種計量方法,然后對化學計量學在食品分析中的具體應用研究進行了簡單的分析和概述。
化學計量學 食品分析 應用研究
化學計量是研究應用數學和統計學方法,借助計算機技術,進行化學量測的試驗設計、數據處理、分類、解析和預測的一門學科,是化學、數學和統計學以及計算機科學諸多學科的接口。化學計量學在食品分析中的應用研究不僅為食品分析方法的應用和發展拓展了新的領域,而且也擴大了其應用的范圍,伴隨著研究的不斷深入和儀器分析方法的不斷更新,化學計量學方法也會得到不斷的完善和發展,化學計量學在食品分析中的應用將會更加的普遍化。
化學計量學(Chemometrics)誕生于70年代初期,由瑞典化學家S.Wold在為一項基金項目定名時提出。80年代初,化學計量學才在中國起步,現已發展成為一門在國際上有一定影響的獨立的化學學科分支。伴隨著化學計量學的發展,它廣泛的應用于各種領域當中,現今,化學計量學在食品分析中也得到了廣泛的普遍的應用。下面對化學計量學在食品分析中常用的幾種計量方法做了簡單的介紹。
1.1小波分析
小波分析迅速發展于二十世紀八十年代,這種信號分析技術目前已經在重疊信號解析、求導運算、背景扣除以及數據壓縮等方面得到了廣泛的應用。相比于傳統的化學計量手段和方法,小波分析方法具有準確、快速以及方便的特點。
1.2聚類分析
聚類分析歸類特性相近的觀察或者變量單位,它遵循的是“物以類聚”的原則,自組織神經網絡、模糊K—均值聚類法、k均值聚類法以及系統聚類法是聚類分析的重要組成部分。
1.3偏最小二乘法
偏小二乘法是一種多變量校正方法,它是一種比較完善的回歸建模方法。偏小二乘法同時考慮了因變量和自變量的作用,這種方法在化學計量中的應用最為普遍,它廣泛地應用于食品檢測、化學研究測量等領域當中。
1.4主成分分析
主成分分析法在譜帶重疊的解決方面得到了廣泛的研究,它有利于模式識別分析。通過運用這種數據壓縮技術,實現準確、簡便的分析測量數據,從而進一步實現維數降低以及數據簡化的最優化。
對食品成分含量及性狀等進行準確而快速的在線分析和評估是食品科學研究的重要內容,它對食品資源的開發利用,食品加工工藝的完善和創新,及食品營養的強化和提高具有重要作用。我們通過對化學計量學在食品分析中的應用研究,從而進一步深入分析研究化學計量方法在食品的營養成分分析、食品的摻偽分析以及分類識別以及食品衛生檢測等具體方面和領域的應用。
化學計量學方法在食品的營養成分分析中的應用,通過定量分析食品中的維生素、無機元素、各種糖類、脂肪酸或者脂肪、氨基酸或者蛋白質、水分等成分,由于傳統的化學分析方法在操作條件、分析時間以及處理操作等方面存在著缺陷和不足,因此,色譜法以及光譜法等化學計量方法在檢測食品成分的分析當中得到了普遍的使用。
化學計量學在食品的摻偽分析以及分類識別中的應用,由于現階段食品摻偽方式和手段更加的隱蔽化、復雜化,食品摻偽的技術不斷升級,另外,食品的種類、采收時間等的差異性、復雜性比較的大,傳統的化學計量方法無法確保結果的準確性。現今人工神經網絡、多元線性回歸、偏最小二乘法、聚類分析、判別分析以及主成分分析等廣泛地普遍地應用到食品的質量控制以及摻偽分析和分類識別中,使得食品分析數據處理的方法更加的科學、更加的簡單。
化學計量學在食品衛生檢測中的應用,對食品中有害元素以及農藥殘留量的測定是食品衛生檢測的重要的任務。現階段,快速靈敏的檢測分析法才能夠適應時代的發展,最大限度地發揮出食品衛生檢測的重要性。由于人們越來越重視食品的農藥殘留,單一的農藥檢測和農藥殘留分析技術已經無法滿足食品衛生監測的發展,高技術的食品農藥殘留分析技術以及多農藥組分殘留將會得到進一步的發展和完善。最小二乘法、主成分回歸以及偏最小二乘法是檢測有害元素以及食品農藥殘留的重要的常用的方法。化學計量學在食品衛生檢測中的應用,不僅能夠拓寬電化學分析法、光度分析法、液相色譜法以及氣相色譜法等傳統的分析方法的應用范圍,而且還有利于提高精密度、信噪比,解決食品農藥殘留檢測過程當中遇到的許多的問題。
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陳冬梅(1978—),女,漢族,高級工程師,新疆伊犁人,伊犁州產品質量檢驗所高級工程師,主要從事質量技術管理工作。