拉曼光譜快速跟蹤蔗糖水解過程組分含量及動力學研究

粟 暉， 馬金鴿， 忻 欣， 韓 瑩， 黃火蘭， 黃曉程， 姚志湘， 3*

1. 廣西糖資源綠色加工重點實驗室, 廣西科技大學生物與化學工程學院, 廣西 柳州 545006 2. 西派特(北京)科技有限公司， 北京 100029 3. 廣西蔗糖產業協同創新中心， 廣西 南寧 530004

引 言

傳統的多組分含量定性定量分析， 大多都是在離線下測量一些物理量來實現組分濃度的測定。 例如蔗糖的水解， 是高校普遍采用的一個典型的動力學物化實驗。 目前國內外多采用旋光法測定蔗糖水解， 使用旋光儀測定其反應過程， 但旋光法只適用于具有旋光性的溶液， 在時間間隔下測量會丟失數據點， 且容易產生較大的視差[1-2]。 此外糖含量分析也可采用色譜法， 包括液相色譜法[3]和氣相色譜法[4]， 這兩種方法靈敏度高， 可用于定性及定量分析， 但需對糖進行衍生化處理。 這些傳統方法應用相對廣泛， 但操作繁瑣， 誤差較大， 測量不連續， 難以實現多組分含量的在線快速分析。 近年來拉曼光譜成為實現樣品的非接觸定量分析的一種良好手段[5]， Ozbalci等[6]采用拉曼光譜法快速測定蜂蜜樣品中葡萄糖、 果糖、 蔗糖和麥芽糖的含量。

但拉曼光譜存在譜帶重疊、 熒光效應等情況， 影響了光譜可辨識性和信號質量， Widjaja[7]等采用BTEM(目標波段熵最小化)來識別純組分及其相對濃度， 跟蹤乙酸酐水解過程。 姚志湘等[8]發現， 如果被關注向量和其他向量子空間關系確定， 體系總體誤差呈正態分布， 那么被關注向量上誤差也是正態分布， 即可通過向量空間角的轉換來消除光譜差異?！?br>