葡萄糖和果糖的分子式相同,不同之处在于两者分子结构中羟基的位置不同,这个差异可能导致两 者在近红外区的吸收特性不同。从遗传算法挑选出的特征波长可以看出,果糖的特征波长大多分布在 1800 nm 以上的波段,而葡萄糖在 1100 nm 以下也有明显的特征波长。比较表 2 中透反射模型和透射 模型可以发现,在采用傅立叶透反射方式采集全谱(800 ~ 2500 nm) 建立模型时,由于采用光程较短 (2 mm),因此在短波区得到的信息较弱,易被水等背景干扰因素影响,使得模型的预测精度受到影响, 但对果糖和葡萄糖模型的影响程度不同。其中果糖的预测效果较好,RSDp 为 5. 45% ;而葡萄糖预测误 差较大,RSDp 为 8. 81% 。当采用傅立叶透射方式采集 800 ~ 1370 nm 范围内较长光程的光谱时,葡萄 糖模型的预测精度明显提高(RSDp 为 7. 87% ),并且与果糖模型的差异变小(果糖的 RSDp 为6. 38% )。 因此,对于蜂蜜中成分、结构都非常相似的两种糖分,在利用近红外光谱技术检测时应采用不同的技术 方案。对于蜂蜜中的葡萄糖,应尽量采集短波区、长光程的光谱,或者对全谱区、短光程的光谱,进行特 征波长的优化提取,从而改善其预测精度;而对于果糖,则应尽量采集全谱区、短光程的光谱。

对于蜂蜜中成分、结构都非常相似的葡萄糖和果糖,在利用近红外光谱技术检测时应该采用不同的 技术方案。对于蜂蜜中的葡萄糖,应尽量采集短波区、长光程的光谱,或者对全谱区、短光程的光谱,进 行特征波长的优化提取,从而改善其预测精度;而对于果糖,则应尽量采集全谱区、短光程的光谱。同 时,通过对各种检测方案及建模算法的优化,预测结果仍然是果糖优于葡萄糖。除了特征波段分布不同 外,可能还存在着更深层次的原因,有待于进一步研究。

References

1、White J W,Riethof M L,Subers M H,Kushnir I. Technical Bulletin 1261,U. S. Department of Agrioulture Washington D C,1962,1261: 1 ~ 42

2、Dull G,Birth G S,Smittle D A,Leffler R G. Journal of Food Science,1989,54(2): 393 ~395

3、Qiu P Y,Ding H B,Tang Y K,Xu R J. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1999,47(7): 2760 ~2765

4、Garcia-Alvarez J F,Huidobro M H,Rodriguez-Otero J L. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2000,48(11):

5154 ~ 5158

5、GB 18796-2005,Honey(蜂蜜). National Standards of the People′s Republic of China(中华人民共和国国家标准)

6、 YU Ke(虞科),CHENG Yi-Yu(程翼宇). Chinese J. Anal. Chem. (分析化学),2006,34(4): 561 ~564

7、 Leardi R. Journal of Chemometrics,1994,8(1): 65 ~79

8、 Leardi R,González A L. Chemometrics and Intellingent Laboratory Systems,1998,41(2):195 ~207

9、 Nrgaard L,Saudland A,Wagner J,Nielsen J P,Munck L,Engelsen S B. Applied Spectroscopy,2000,54(3): 413 ~419

10、 Otto M. Translated by SHAO Xue-Guang(邵学广),CAI Wen-Sheng(蔡文生),XU Xiao-Jie(徐筱杰). Chemometrics: Statistics and Computer Application in Analytical Chemistry(化学计量学:统计学与计算机在分析化学中的应用). Beijing (北京): Scientific Publishing Company(科学出版社),2003: 39

11、 Kennard R W,Stone L A. Technometrics,1969,11(1): 137 ~148

12、 YAN Yan-Lu(严衍禄),ZHAO Long-Lian(赵龙莲),HAN Dong-Hai(韩东海) YANG Shu-Ming(杨曙明). Elements

and application of Near-Infrared Spectra Analysis(近红外光谱分析基础与应用). Beijing(北京): China Light Industry Press(中国轻工业出版社),2005: 31 ~39