基于光谱技术研究假酒的检测.docx

          基于光谱技术研究假酒的检测                    摘要：随着人们生活水平的提高与食品种类和销售范围的扩大，食品安全问题也日益突出，尤其是假酒问题较为显著，随着此类产业的蓬勃发展，各种造假现象层出不穷本文简略阐述了主要通过测定白酒所含成分的光谱曲线及其勾兑后的光谱曲线的实验，发现其曲线在不同波段的差异较为明显，验证了此种方法的确可以验证白酒真假从而揭示近红外光谱技术在食液体品检测领域的潜力，证明这种检测技术是一种切实可行的无损检测技术，且具有自己独特的优势关键字：光谱技术;光谱检测技术;无损检测；食品安全1.引言常言道“民以食为天”，食品安全无疑是居民们最关心也最担心的问题随着此类液体食品种类和销售范围的扩大，安全问题也日益突出，为了提高液体食品检测的安全可靠性，客观性，检测结果的准确性，降低人为的差异，需要一种更为快捷，简便的方法本次研究在可见光-近红外光谱无损检测技术的背景下，进行一个快捷且便于操作的实验探究，以揭示近可见光-近红外光谱检测技术在液态食品安全领域的应用潜力因此，为了方便政府及有关部门对假酒检测的方便和准确性，基于可见光-近红外光谱技术的快捷性，简便性及准确性等，对市场上的各种白酒进行调查，可当场快速准确鉴别白酒的真假。

2.光谱检测技术在食品检测的领域，光谱检测作为一种新兴的检测手段，发挥着重要作用不同于传统食品检测方法的流程耗时长、价格昂贵、处理流程繁琐的劣势，光谱检测技术是一种无损检测技术，能够保证食品样品在不被破坏的前提下，探究其特有的理化属性而且通过这种检测方法，样品制备简单，无需进行任何化学试剂前处理，或者根本不用进行样品制备，对样品无损耗，测定后仍然可以将样品用作其他用途这样大大降低了操作费用，同时避免了对环境的污染和破坏[1]对于液态食品的检测方法也逐渐增多，2003年到2008年，有关课题组对葡萄酒的各种成分进行了检测[2]对于酱油中的总酸氨基酸态氮含量的检测在2017年也有所成就[3]同样，也有有关课题研究小组利用紫外吸收光谱图来测定了白酒的种类[4]由于其他方法设备昂贵，检测周期长，检测流程复杂而近红外光谱检测技术的家用便携式光谱仪已进入人们的生活在硬件方面，其设备简单，并具有快速，方便，经济，对食品损伤小，污染小和监测等优点适用于像白酒这样较为常见的液体的检测3.研究主要内容3.1研究内容（1）酒类与纯酒精光谱特征分析2）勾兑酒类光谱与真酒光谱的差异性分析3.2研究步骤3.2.1样本采集与设计根据实验需求购买了99%的乙醇、同一品牌同样制作工艺的高度数（65%）白酒A与低度数（43%）白酒B为样本，用同样材质同种深度的烧杯作为盛放容器，测定其透射光谱数据。

然后两两进行对比，将勾兑酒类（A样品与水混合）与B样品的光谱图进行比较分析将纯酒精与纯净水混合成与B相同的度数，分别与两种浓度的酒进行对比分析3.2.2实验基本步骤（1）连接电脑与USB2000+光纤光谱仪，打开spectrasuite软件，在实验室内取钨灯光为光源，测量暗光源数据（Dark）与参考光源数据（Reference）并保存2）将酒精分为两组，并且分别稀释到65%,43%两种浓度为A1，B13）固定光谱仪探头不动，先测取烧杯透射光谱并记录，再将溶液倒入烧杯测量其透射光谱4）将高度数白酒稀释到度数43%为B2，测定B2与B的光谱曲线，与B光谱曲线进行对比重复（3）5)测量酒精与纯净水的透过光谱6）对步骤3，4，5测得的两种现成白酒，两种稀释后的溶液与两种标准溶液（酒精与纯净水）共六个数据进行对比分析4.数据处理4.1数据处理与结果分析选用Savitzky-Golay卷积法对光谱进行平滑处理在S-G平滑中，所选的平滑点数越少，平滑能力越差，去噪效果越差，但能保留光谱的有用信息;所选的平滑点数越多，平滑能力越好，能去除绝大部分噪声，但也会丢失部分有用的光谱信息经过处理的光谱更加平滑，噪声更小，信噪比更高。

4.2实验结果(图1)4.3对比分析白酒，掺水酒精（A1与B1）和掺水白酒透过光谱的分析对比：图1：不同液体的透过光谱曲线注:65%加水与酒精加水均稀释到43%（1）得到数据后首先对数据进行平滑处理与归一化处理，由于其他区段噪声较多，所以取460nm-1080nm进行分析2）首先将65%白酒加水（B2）与43%白酒进行对比发现，在900nm-940nm波段前者透过率更高，后者较低，在950nm-1050nm波段这种差距更为明显，所以可以将此特征作为判断假酒的一个指标3）再将酒精加水（B2）与43%白酒进行对比发现，在将酒精加水图谱来看，后者含水量更大在900nm-920nm波段，前者较后者向酒精特征值处平移，结合纯酒精图谱来看，是由于前者含酒精量较高4）再将酒精加水（B1）与65%白酒加水（A1）进行对比，在500nm波段后者有较明显吸收峰，在520nm到880nm波段后者透过率较高，而在900nm波长以上，前者较后者明显向酒精特征值处平移结合酒精图谱可以发现是由于前者含酒精量较多含水量较少，基于以上分析，可以将此特征作为判断假酒的一个指标5.总结与展望白酒与其掺水后进行比较，其曲线有较大差异，故若使用光谱检测技术进行白酒的检测，可以针对其透过光谱曲线的高低或特征值的偏移对掺水一类假酒进行鉴别。

以此类推，针对同种液体食品的检测也可以对其品质指定其相应的合格标准，证明了光谱检测技术的可行性与发展潜力综上所述，光谱检测技术在食品检测方面有着可观的发展前景与发展潜力，是一项便捷且准确的无损检测技术对于光谱无损检测技术在食品检测领域的应用，希望仪器能向更精准更便捷的方向发展，且在成本方面应有所调整，推动便携式光谱仪走进人们的生活，使民众对于食品的安全更加放心参考文献[1]张力培,鲁雄.近红外光谱分析技术在食品检测中的应用[J].轻工科技,2016,32(02):103-105.[2]26CozzolinoD,KwiatkowskiMJ,ParkerM,etal.PredictionofphenollccompoundsInredwinefermentationsbyvisibleandnearlinfraredspectroscopyJ.AnalyticaChimicaActa,2004,513(1):73-80.[3]魏明，徐传杰，韩松，罗雪峰；红外光谱测试酱油中氨基酸的研究；2017.[4]邢大荣，艾有年，孙玉杏；假酒鉴别检验方法的探讨；中国卫生检验杂志；1995-02-20；期刊[5]王军，刘蓉近红外光谱技术在液态食品掺假检测中的应用；；天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室；2016-07-06马浩田（2001.3.23—），男，汉族，学生，目前就读于乌鲁木齐市第十二中学高三年级。