基于太赫兹光谱技术的食品添加剂质量检测研究开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

食品添加剂是添加到食品中的一类化学合成或天然物质,用于改善食品品质、延长食品保质期以及增加食品营养成分。

近年来,非食品添加剂的违规使用、食品添加剂的滥用所导致的安全问题屡屡发生,现有的食品添加剂鉴别与定量检测方法存在检测周期长,检测方式繁琐等诸多问题,因此需寻找一种更为便捷的检测方法,而太赫兹无损检测技术具有方便快捷、准确率高等优势。

太赫兹光谱技术在食品添加安全领域的研究探索具有巨大的发展潜力,已引起国内外研究者的广泛关注。

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2. 国内外研究现状分析

赫兹光谱在添加剂检测领域的应用是近几年来研究的热点。

Zhao等研究了对羟基苯甲酸甲酯的太赫兹透射光谱,对羟基苯甲酸丁酯在7.8 K时能观察到明显的THz吸收峰,并根据密度函数理论模拟太赫兹光谱振动。

张曼等针对麦当劳麦乐鸡添加剂中含有的一种化学成分――特丁基对苯二酚(tert-butyl hydroquinone,TBHQ)含量超标,应用太赫兹无损检测技术对其作定性识别。

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3. 研究的基本内容与计划

基于太赫兹光谱技术的食品添加剂质量检测研究太赫兹时域光谱(terahertz time domain spectroscopy,简称 THz-TDS)技术是基飞秒激光技术的新型光谱测量技术,它通过物质在 THz 波段的吸收特征可有效分析物质的结构和成分等相关信息。

针对食品安全检测需求,采用 THz-TDS 技术进行了典型食品添加剂和非法添加剂的 THz 波谱分析与鉴别研究,测量分析了常用食品防腐剂苯甲酸和山梨酸、食品营养增补剂 L-丙氨酸、食品调味剂 L-谷氨酸钠,以及常被非法应用于食品增色的工业原料苏丹红 I 号在室温氮气环境下的 THz 吸收谱和折射率谱。

研究发现这五类物质在 THz 波段均存在明显吸收峰,并具有指纹特性,可实现有效鉴别。

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4. 研究创新点

食品质量己成为全社会关注的热点,尤其是近年来诸多关于食品添加剂过量添加和非法添加等问题所带来的食品安全隐患和公众心理恐慌,使食品添加剂的新型快速检测鉴别技术需求极为迫切。

虽然现有的食品添加剂检测方法不少,但是在检测周期、检测质量等方面还存在很多的局限,因而尽快建立一种实用、快捷、准确可靠的食品质量评估无损检测技术至关重要。

利用太赫兹时域光谱技术并借助量化计算方法对四种典型食品添加剂(苯甲酸、山梨酸、L 一丙氨酸、L-谷氨酸钠)和非法食品添加剂苏丹红 I 号进行太赫兹光谱探测与分析,利用独具指纹识别能力的太赫兹波技术,建立食品添加剂在 THz 波段指纹谱数据库,为探索基于太赫兹波的食品添加剂检测新方法提供技术基础。

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