食用合成色素日落黃和檸檬黃熒光光譜的研究.pdf

1、食用色素，又稱食用染料或著色劑，作為最重要的食品添加劑之一，一直被廣泛用于食品生產(chǎn)、醫(yī)藥和化妝品工業(yè)。食用色素按其來源可分為天然色素和食用合成色素，食用合成色素大多為含有R-N=N-R鍵、苯環(huán)，或氧雜蒽等結(jié)構(gòu)的化合物，被人體吸收后可轉(zhuǎn)化成致癌物質(zhì)，對人體造成不同程度的損害。因此，必須嚴格控制其使用品種、數(shù)量，限制每日允許攝入量(ADI)，并建立快速有效的檢測方法。
　　 近幾年，在世界范圍內(nèi)，食品安全事件屢屢發(fā)生(如蘇丹紅事件、

2、農(nóng)藥殘留、三聚氰胺奶制品等)，觸目驚心、舉世震驚。世界各國都將食品安全視為國家公共安全，紛紛加強管理制度，積極建立有效的檢測方法。目前，科研人員已運用紫外分光光度法，高效液相色譜法，導(dǎo)數(shù)吸附伏安法等方法對食用合成色素進行了檢測研究。
　　 然而，在國內(nèi)外，鮮有運用分子熒光光譜法定性表征、定量檢測食用合成色素的報道。分子熒光光譜法具有測量精確，樣品量少、高分辨率等特點，能解決傳統(tǒng)方法中，分析過程繁瑣、費時且不易推廣等不足，是高效、

3、精確的分析方法，近年來在測定物質(zhì)種類、含量殘留等方面取得了很好的應(yīng)用。但是，食用合成色素含有多個熒光團，其熒光光譜規(guī)律較復(fù)雜，熒光相對強度與其濃度存在的非線性關(guān)系難以用偏最小二乘(PLS)，多元線性回歸等方法定性、定量分析。
　　 本文采用Roper Scientific SP--2558多功能光譜測量系統(tǒng)對濃度為0.100mg/ml的日落黃、檸檬黃溶液的熒光光譜進行了實驗研究，實驗發(fā)現(xiàn)，在波長310nm-400nm的紫外光激勵

4、下，日落黃溶液熒光光譜的最佳激發(fā)波長為370nm，熒光峰值波長為576nm，檸檬黃溶液熒光光譜的最佳激發(fā)波長為350nm，熒光峰值波長為569nm。根據(jù)分子光譜理論，日落黃和檸檬黃能產(chǎn)生熒光，是因為其分子中含有=C=O、//C=N-、苯環(huán)或萘環(huán)等熒光發(fā)色基團及-OH、-SO3Na等熒光助色基團，通過偶氮鍵連結(jié)在一起，形成足夠長的共軛雙鍵體系，電子主要以π→π*躍遷方式吸收光子，產(chǎn)生熒光。進而檢測并分析了不同濃度日落黃和檸檬黃溶液的熒光光

5、譜特性。
　　 在實驗的基礎(chǔ)上，本文運用導(dǎo)數(shù)光譜法對日落黃和檸檬黃的熒光光譜數(shù)據(jù)進行處理，突顯了日落黃和檸檬黃熒光光譜之間的差異，增強了熒光光譜對日落黃和檸檬黃的識別能力；并引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBF)、遺傳算法.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GA-BP)等智能算法應(yīng)用熒光光譜對日落黃和檸檬黃進行識別和濃度預(yù)測。這些方法各有其優(yōu)點:徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在處理過程中不需要考慮系統(tǒng)誤差、不需要知道對象的數(shù)學(xué)模型，即能完成復(fù)

6、雜的非線性識別，且相比之下，徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測得結(jié)果更精確，更穩(wěn)定，訓(xùn)練時間也更短。遺傳算法一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GA-BP)模型兼有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣泛映射能力和遺傳算法(GA)的快速、全局收斂以及增強式學(xué)習(xí)能力等性能，能夠準(zhǔn)確預(yù)測日落黃的濃度。本文還將小波變換應(yīng)用于對熒光光譜數(shù)據(jù)的壓縮，保持了原始光譜的特征峰，大大壓縮了數(shù)據(jù)量，在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練及預(yù)測等程序上縮減了訓(xùn)練時間，提高了測量精度。這些方法在利用本身優(yōu)點的同時，也很好地發(fā)揮了熒光光譜法高靈敏度、高準(zhǔn)