Ewa Sikorska一个*和伊戈尔Khmelinskiib
一个商品科学学院Poznań经济和商业大学。Niepodległości 10, 61 - 875年Poznań波兰。电子邮件:(电子邮件保护)
b大学做阿尔加维,FCT DQF CIQA,校园de Gambelas法8005 - 139年,葡萄牙
介绍
荧光光谱法是一种行之有效的半岛综合体育官方APP下载德甲研究和分析技术广泛使用在许多学科。荧光是一种光致发光;过程的分子,提高了电子激发态吸收的紫外线(UV)或可见辐射衰变回到基态的排放与能源不同,吸收一个光子。它涉及到过渡兴奋和地面电子态之间的相同的多重性,通常S1→S0,通常发生在相对较高的利率,108年代1。
荧光在吸收光谱技术的主要优点是它更高的灵敏度和选择性。灯发出的荧光检测到在一个较低的背景下,使荧光光谱更敏感的技术比吸收技术,甚至一个能够确定浓度降至十亿分之几的水平。半岛综合体育官方APP下载德甲
独特的荧光特性,区分从其他光谱技术,是其固有的多维特征。每个化合物的荧光特性的特点是两种基本类型的光谱:激发和发射,而不是所有的吸收分子荧光。这些特性有助于更高选择性的荧光与吸收光谱。
近几十年来,在食品中使用荧光显著增长的研究已经观察到。自体荧光特征的产品加上最优化方法用于指纹在一道食品分析。在本文的应用荧光光谱的定性和定量分析,简要回顾了食物。半岛综合体育官方APP下载德甲
早期研究食物荧光
“荧光”一词被乔治·加布里埃尔·斯托克斯爵士介绍,物理学家和剑桥大学的数学教授,在他的论文题为“光的折射度”描述了1852年,他称为色散反射现象,认为分散的光的波长总是超过原来的光的波长。斯托克斯的一个著名的实验涉及的研究发射奎宁。奎宁的解决方案当阳光照亮的可见部分分散的棱镜保持透明。然而,当蓝色部分的奎宁的解决方案是放在阳光光谱(紫外区域对应),眼中闪着蓝光的解决方案。1
奎宁是一种生物碱,自然存在的金鸡纳树的树皮,众所周知,作为治疗疟疾。有趣的是,几年之后,斯托克斯发现,伊拉斯谟邦德先生用奎宁奎宁奎宁水的成分,他在1858年生产和专利。以这种方式奎宁是第一个荧光研究科学的食物成分。如今,荧光测定的奎宁奎宁水是一个广泛使用的实验室实验,教学本科生荧光分析的基本知识,参见图1。
图1所示。奎宁水照亮与可见光(左)和紫外灯(右)。发光的蓝色是由于奎宁的荧光。
自从Hg灯与木材的过滤器在1925年成为商用,视觉的观察紫外线荧光诱导的食物一直在利用评估食品质量。使用木材的灯被公认为美国官员橄榄油掺假的检测方法。该方法利用叶绿素荧光特征出现在特级初榨橄榄油,然后检测掺假精制油甚至在5%的水平。2
的专著荧光分析在紫外线光在1959年出版了荧光分析的应用各种各样的食品,基于400多1911年以来发表的引用。3
光谱仪器的改进和电脑导致荧光光谱的应用程序开发的食品分析在接下来的几十年。半岛综合体育官方APP下载德甲密集的进展在这个地区从1980年代开始,当第一个应用多元数据分析方法分析报告。4
记录荧光指纹的食物
荧光可以直接测量样本,使用直角几何光学密度较低的稀释解决方案,或者使用正面照明为不透明的样品。5
食品样品是复杂系统;因此,传统单一的发射或激发光谱通常不足以充分描述荧光模式。在这种情况下,使用多维测量技术,如图2所示。
图2。不同的荧光光谱指纹作为食物。光谱的特级初榨橄榄油作为一个例子从参考2所示(e . Sikorska版权)。
系统中包含多个荧光团,发射光谱取决于使用的特定的激发波长测量。因此,获得全面的荧光特性,一组发射光谱范围的激发波长记录。结果excitation-emission矩阵,也被称为总荧光光谱和荧光景观,提供全面的信息系统中荧光团,成为一个独特的指纹样本进行了研究。
另外,食物可能会被同步扫描荧光测量,调查涉及同时扫描激发和发射波长,与一个常数(Δλ)它们之间的差异。这种技术对于multi-fluorophoric系统的分析是非常有用的,因为激发和发射特征包含到一个同步荧光光谱。同步荧光光谱相比的主要优点总荧光光谱是他们提高选择性和敏感性,显著减少光谱的复杂性和抑制光散射干扰。6
同步荧光光谱的主要特征是由Δλ决定价值。一组记录的同步光谱在不同波长的间隔可能会连接到一个总同步荧光光谱。在这样,光谱荧光强度通常是策划作为激发波长和波长的函数间隔。各种荧光光谱之间的关系提出了一个初榨橄榄油如图2所示。
多元数据分析的荧光指纹
多元数据分析方法用于提取从光谱定量和定性信息。分析一组常规排放,激发或单侧偏心同步光谱排成一个矩阵通常开始于数据探索。这一分析不需要任何先验知识的探索数据,针对发现样本集的模式和趋势,和检测边远样本。勘探数据最常用的方法是主成分分析(PCA)。
校准由建筑所需的属性的示例之间的关系及其荧光光谱。这种方法的优点是更换湿化学测量,这通常是缓慢而昂贵,非破坏性和快速光谱测量。
食品质量评估分析的问题往往涉及特定产品分配给一个特定的类别或不同类别的产品之间的歧视。执行这样的分析,监督模式识别分类或歧视的方法,包括线性辨别分析,k最近的邻居,歧视偏最小二乘回归,软独立造型类类比和人工神经网络。
最常用的多元回归方法荧光分析偏最小二乘回归(PLS)和主成分回归(PCR)。
多路方法用于套excitation-emission荧光分析矩阵,见示意图如图3所示。
图3。原理图的分析多路excitation-emission荧光矩阵的方法。
其中之一,平行因子分析(PARAFAC)用于荧光数据分解成一系列组件对应于不同的荧光团出现在样品。4这种分析提供估计的相对浓度的荧光团和各自的激发和发射配置文件,便于识别的荧光成分。这种方法称为数学,色谱法,使个人的定性、定量分析混合组件。N方法部分最小二乘法(N请)用于excitation-emission矩阵的回归分析。
另外,excitation-emission矩阵可能被安排数据展开成二维矩阵,并使用常见的多元分析方法。
荧光在食品分析中的应用
荧光通常观察到有机芳香族化合物共轭双键和刚性分子骨架。注意,主要食物组件通常是荧光。相反,许多小食品成分,影响其营养成分和技术质量荧光。Food-relevant荧光化合物包括芳香族氨基酸,维生素和代数余子式,核酸,卟啉、茶多酚和生物碱。
还需要注意的是,一些产品的食物氧化或恶化也表现出荧光。荧光团食物中还包括process-derived化合物。此外,一些食品污染物如myco——和黄曲霉毒素同样表现出荧光。因此,荧光可用于食品质量的分析所有这些方面。
食品的质量方面的范围研究fluorescence-chemometrics相当广泛,包括分类和回归方法的应用。荧光加上多元回归数据分析已用于定量测定的化学,物理和食品感官特性。荧光技术加上多元分类方法被利用或歧视食品根据不同的标准进行分类。一个重要的应用是食品真实性和掺假的评估,和食物之间的歧视不同地理来源或教派的起源。事实上,荧光已经成为食品行业的过程控制分析工具。
例如,食用油含有荧光生育酚、酚类化合物和颜料的叶绿素,氧化和process-derived产品可能导致他们的荧光。2Important applications for fluorescence in edible oils studies include: authentication of virgin olive oils, discrimination between their different quality grades and geographical origins, and detection of adulteration with low-grade olive oils or other vegetable oils. Oxidation of olive oil, its quality changes during storage, and the interaction between plastic food packaging and olive oil have also been studied using fluorescence. Minor component of oils, such as tocopherols and chlorophylls, were quantified using fluorescence.
乳制品包含几个固有荧光团,包括芳香族氨基酸和核酸,芳香族氨基酸在蛋白质、维生素A、B2、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、叶绿素、荧光氧化和process-derived产品。3荧光的色氨酸在乳制品调查,作为蛋白质结构的指标。荧光用于奶酪的歧视类型,成熟阶段和地理起源。荧光与各种奶酪的流变特性。内在牛奶荧光被用来评估热处理牛奶。核黄素的荧光被用作标志photo-oxidation由于光照变化在奶酪和酸奶。荧光加上多元回归使量化核黄素的酸奶。4
鱼和肉自体荧光主要源自胶原蛋白、脂肪组织、蛋白质和氧化产品。5荧光胶原蛋白的肉已被用于量化的结缔组织和胶原蛋白,与拉伸性能,温柔和持水能力。荧光的氧化与脂质氧化和酸败的肉类产品。饮食卟啉的荧光的建议作为一个指标受粪便污染的肉类。
鱼提出了荧光的方法检测骨鱼新鲜的鱼和评估。荧光的鱼油是二恶英污染的筛检方法。
谷物和谷物产品发出荧光由于芳香族氨基酸,阿魏酸和核黄素。4荧光was used for monitoring wheat flour refinement and milling efficiency and for classification of wheat cultivars.
荧光的酒精饮料是由于几个荧光团。白兰地和威士忌发出荧光由于焦糖,香豆素类、单宁和其他荧光化合物来自木酒桶。7荧光结合吸收光谱显示分组单一麦芽威士忌生产根据他们的地理区域。半岛综合体育官方APP下载德甲啤酒自体荧光源于芳香族氨基酸、茶多酚和维生素B组;贡献的苦酸还建议,但没有完全证实。4提出了荧光监测苦涩和确定芳香族氨基酸和核黄素含量啤酒。酒荧光显示的多酚类化合物的贡献。它允许葡萄酒分类根据品种、典型性和制造商。最近,量化的几种酚类化合物使用葡萄酒荧光也报道。
在水果和蔬菜、叶绿素荧光作为其质量的一个重要指标是在收获和收获后时期。
蔗糖本身并不是荧光,荧光杂质是利用糖和糖分析的解决方案。特别是,荧光信号的芳香族氨基酸酪氨酸和色氨酸和着色剂在美拉德反应聚合物形成糖处理被确定。4分类根据生产现场和相关性重要糖质量参数通过直接测量晶体样品的荧光。
结论
的最重要的一个特征荧光,常见的还有其他光谱指纹技术从实用的角度来看,是其易用性和简单性。不同的化学成分或样本的属性可能会决定从一个光谱测量。执行无损荧光测量直接在未经处理的样品,从而避免时间和labour-consuming化学处理步骤和实现绿色化学的要求。
荧光,以其灵敏度高、选择性和多维角色,可能是上级或至少补充吸收光谱指纹技术在许多实际应用,以及食物系统的基础研究。半岛综合体育官方APP下载德甲
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