小白菜的中红外光谱特征及其在氮营养诊断中的应用

采用不同中红外光谱（漫反射光谱、 衰减全反射光谱和光声光谱）对不同氮处理的小白菜进行表征。结果表明,小白菜不同的红外光谱具有明显不同的光谱特征,主要表现于峰形、 峰位以及相对峰强度;中红外漫反射光谱的主要吸收峰分别为2800~3800 cm-1、 2200~2500 cm-1、 1500~1700 cm-1和1000~1500 cm-1,衰减全反射光谱由于水的强烈干扰可用的吸收峰主要在1200~1500 cm-1,而中红外光声光谱的主要吸收峰分别为2800~3800 cm-1、 1500~1700 cm-1、 1200~1500 cm-1和1000~1200 cm-1。漫反射光谱、 衰减全反射光谱和光声光谱的主成分分析表明,不同氮处理主成分分布特征明显不同,且第一主成分（PCA1）均与施氮量显著相关,相关系数（r）分别为0.9103、 0.8527和0.9366。这三种光谱利用主成分分布均可实现小白菜氮营养快速诊断,且光声光谱由于其独特的原位逐层扫描功能而表现出更好的诊断效果,在植物营养诊断中表现出较强的应用潜力。     

近红外光谱法快速鉴定干海参产地

该文采用近红外漫反射光谱法,对来自4个不同产地的96个干刺参样品,进行了产地鉴别分析。研究表明：在5 000～4 000 cm-1 波段,干海参样品具有丰富的光谱结构,且反映出了由于海参生长环境不同带来的差异性;对该波段的一次微分光谱数据进行主成分聚类（PCCA）计算,可成功实现对其产地的鉴定分析。该研究为动物性海洋食品的产地快速鉴别分析提供了新方法。     

基于红外光谱特点的南五味子鉴别

为建立南五味子快速鉴别方法,用粉末直接压片法测定南五味子、五味子对照药材、市售药材及2种自采样品粉末的红外光谱,利用软件绘制红外光谱并进行分析比较,计算400～4000 cm-1范围内不同区域的红外光谱的相似性、观察吸收峰数量及峰形.结果表明,南五味子固体粉末在500～900 cm-1处的红外光谱相似性和1000～17...     

几种常见矿物与硼作用的红外光谱特性研究

对几种常见矿物及其与硼反应的红外光谱比较发现 ,硼在供试矿物上解吸的图谱更接近硼在矿物上吸附的图谱 ,而与无硼矿物图谱相差较大 ,故硼在几种常见矿物上都表现出不同程度的滞后性。针铁矿吸附硼后 ,在 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 和 1 0 0 0～ 1 2 0 0cm- 1 范围处谱峰有不同程度的增强 ;水锰矿、三羟铝石和Ca 蒙脱石吸附硼后 ,此处谱峰却减弱 ,而在30 0 0～ 360 0cm- 1 处的谱峰 ,也随硼的吸附而明显减弱 ;Ca 蒙脱、三羟铝石吸附硼后 ,其图谱在 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 和 1 62 0～ 1 670cm- 1 处的谱峰变化相似 ;水锰矿吸附硼的图谱在 1 0 0 0cm- 1 和 1 40 0～ 1 44 0cm- 1 处与三羟铝石吸附硼的图谱也有相似之处。     

黑土、栗钙土和潮土胡敏酸分子结构的差异性分析

以北方典型的黑土、栗钙土和潮土提取的胡敏酸为研究对象,通过元素分析、傅里叶红外光谱仪及13C核磁共振仪对三者进行结构分析。不同胡敏酸的各种元素含量略有差别,各种官能团含量也不同。元素分析结果来看H/C原子比潮土最高,栗钙土次之,黑土最少;O/C的原子比三者没有明显的差别;C/N比呈现由高到低的次序分别为黑土、栗钙土、潮土。3种胡敏酸的红外光谱吸收峰相似,但吸收强度有差别,如3 352 cm-1和2 931 cm-1处潮土和栗钙土信号强度相当,黑土较低,而在2 580 cm-1处三者信号差异不明显,1 720,1 620,1 420,1 220 cm-1这4个吸收峰信号强弱均为黑土最强,栗钙土次之,潮土最弱。而从核磁共振图谱可以看出潮土结构中含有更多的多糖和蛋白质类结构单元;黑土有机质含量高,芳香化程度也较高。     

土壤微团聚体中矿物-有机复合体特征

以国家肥力网湖南祁阳红壤长期定位试验站的长期施有机肥和长期施化肥的土壤为研究对象,采用干筛法获得土壤微团聚体。利用同步辐射红外显微成像法研究土壤微团聚体中黏土矿物和有机官能团的原位分布图谱及其相关性。结果表明:土壤中黏土矿物(3 620 cm-1)和大分子有机物(脂肪,2 920 cm-1;蛋白质,1 650 cm-1;多糖,1 080 cm-1)呈高度异质性的分布规律。其中,黏土矿物和多糖有较为相似的分布模式;而黏土矿物和脂肪、蛋白类物质则呈现差异较大的分布模式。与长期施化肥处理的土壤微团聚体相比,长期施有机肥处理的土壤微团聚体中黏土矿物和大分子有机物呈现更高的分散性。此外,施有机肥和化肥处理土壤微团聚体样品中黏土矿物与有机官能团的决定系数(R2)均为:黏土矿物-脂肪黏土矿物-多糖黏土矿物-蛋白质,表明土壤微团聚体中黏土矿物和大分子有机物的亲和性有差异,且该差异不受长期施肥处理的影响。同步辐射微区域红外谱进一步表明,从土壤微团聚体外部到内部,黏土矿物的特征峰和大分子有机物的特征峰强度均逐渐增加。     

二维相关光谱结合偏最小二乘法测定牛奶中的掺杂尿素

为了检验牛奶中是否掺杂尿素并将其量化测定,配置含有尿素质量浓度范围为1～20g/L之间40个牛奶样品,以掺杂物尿素浓度为外扰,分别研究了掺杂尿素牛奶的二维相关(近红外-近红外,中红外-中红外,近红外-中红外)光谱特性,在此基础上,分别选择随浓度变化大的4200～4800cm-1和1400～1704cm-1为建模区间,采用偏最小二乘方法建立定量分析模型。研究结果表明:4200～4800cm-1建模分析效果优于1400～1704cm-1建模结果,其交叉验证均方根误差为0.266g/L,对未知样品集预测相关系数达到0.999,预测均方根误差为0.219g/L,这表明所建模型具有较好的预测效果。该方法无需样品处理,成本低,为快速判别牛奶是否掺杂提供了一种新的可能的方法。     

黄土的红外反射光谱与红外光声光谱特征及其差异研究

红外光谱法作为一种新的研究手段已经广泛应用于土壤分析,由其检测区域和手段的不同又可分为多种光谱类 型。本研究以第四纪黄土为例,系统地比较了近红外区和中红外区反射光谱和光声光谱的吸收特征及其差异。结果表明,中红外光谱比近红外光谱的信息更为丰富,且中红外光谱与样品中物质的特征吸收关系更加密切,从而更有利于土壤定性与定量分析。土壤的反射光谱和光声光谱表现出了明显不同的特征,在近红外区,反射光谱和光声光谱吸收明显不同,而在中红外区,反射光谱和光声光谱具有相对应的吸收,但相对吸收强度明显不同,且吸收峰的位置也发生改变,尤其在1 000 ~ 2 000 cm-1谱区,反射光谱相互干扰很强,而光声光谱的吸收特征更为明显。在黄土的分类鉴别上,反射光谱优于光声光谱。红外反射光谱和光声光谱在不同波段下具有不同的吸收灵敏度,在土壤定性与定量分析中各自都将具有其明显的优势。     

Cd对小白菜萌发生理影响的FTIR-ATR研究

应用傅立叶变换-衰减全反射红外光谱（FTIR-ATR）分析方法,用在一定浓度（0.0、0.1、0.5、1.0、5.0mg·kg-1）Cd胁迫下萌发3d的小白菜做试验材料,揭示了小白菜幼芽和幼根中蛋白质、碳水化合物的含量以及蛋白质二级结构对Cd胁迫的不同响应。结果表明,Cd处理导致幼根和幼芽1632cm-1和1030cm-1吸收峰强度显著增强,且1632cm-1峰的波数降低,说明蛋白质、碳水化合物含量增高以及蛋白质二级结构保持稳定,是小白菜种子萌发过程中抵御Cd毒害的重要原因。幼根FTIR谱未出现1710cm-1峰,说明分泌有机酸螯合Cd并非种子萌发初期幼根抗Cd毒机制。幼根中碳水化合物吸收峰强度,随着Cd处理浓度的增加增大,而幼芽中则先减小后增大,说明幼芽（主要为子叶）中的糖类转运至根部,以提高对Cd的耐受性。FTIR谱主要吸收峰强度与生理指标之间的相关性分析结果表明,小白菜幼根FTIR谱中主要吸收峰的强度与根长、超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）活性、丙二醛（Malondial dehyde,MDA）含量等指标之间显著相关。以上结果说明FTIR-ATR法可用于植物对Cd胁迫的...     

纸及秸秆基可降解营养钵的降解性能试验

选取纸质、不腐熟秸秆和腐熟秸秆3种生物基可降解营养钵,对其降解率、分子结构及结晶度进行分析。通过土埋降解试验、红外图谱分析及X射线衍射分析,对比研究不同类型生物基可降解营养钵的降解特性。结果表明,纸质营养钵降解率最终高达85%,降解效果最好。不腐熟秸秆营养钵的降解率为78%,大于腐熟秸秆营养钵的降解率47%。降解试验前后对比发现,生物基营养钵的红外吸收峰强度均不同程度的降低,分子结构发生变化,3340和2920 cm-1处吸收峰强度降低说明纤维素、半纤维素发生降解,1650 cm-1处的吸收峰降低说明木质素发生降解。经8周降解试验,纸质营养钵X射线衍射峰变化明显,强度明显降低,降解效果较好,不腐熟秸秆营养钵和腐熟秸秆营养钵在2θ=27°均出现新的衍射峰,晶型发生变化。生物基可降解营养钵降解性能优异,可有效改善环境污染问题。     

基于太赫兹光谱和支持向量机快速鉴别咖啡豆产地

结合太赫兹时域光谱技术和支持向量机对3种典型产地的咖啡豆进行了鉴别。选取埃塞俄比亚(Ethiopia)、哥斯达黎加(Costa Rica)以及印度尼西亚(Indonesia)3个产地咖啡豆样品进行压片处理,采用太赫兹透射模式获取样品的时域和频域光谱信号,并用主成分分析法对太赫兹频域光谱信号进行分析;构造了基于粒子群(partical swarm optimization,PSO)参数寻优的支持向量机(support vector machine,SVM)鉴别模型,模型对不同产地咖啡豆样品的综合识别正确率达到95%。试验结果表明,太赫兹作为新型的检测手段结合模式识别方法可用于咖啡豆的产地鉴别。该文为一类在太赫兹波段下没有明显特征吸收峰的农产品/食品安全检测和产地追溯研究提供了一种快速、准确的方法。     

应用拉曼和中红外衰减全反射光谱测定溶液和土壤中的硝酸盐

为比较拉曼光谱和红外光谱在溶液和土壤中硝酸盐含量定量分析的适用性,采用两种光谱对溶液和土壤中的NO3–-N含量(0~200 mg/L)进行快速测定。结果表明,溶液中硝酸盐的拉曼特征峰在1 047 cm–1处,该特征峰强度与NO3–-N浓度成正比,对1 035~1 060 cm-1波段拉曼光谱峰面积和NO3–-N含量进行线性回归,决定系数R2为0.995 4;溶液中硝酸盐的中红外衰减全反射光谱特征吸收峰在1 350 cm–1,吸收峰与NO3–-N含量成正比,特征吸收区1 200~1 500 cm–1峰面积与NO3–-N含量的决定系数R2为0.991 1,表明两种光谱都可用于溶液中硝酸盐的测定。对于土壤样品,红外光谱在1 250~1 500 cm–1处有硝酸盐吸收峰,且吸收峰与NO3–-N含量成正比,峰面积与NO3–-N含量之间的决定系数R2为0.968 4;而对于拉曼光谱,硝酸盐的拉曼峰因受较强干扰导致吸收峰不明显,峰面积与NO3–-N含量之间的决定系数R2仅为0.000 9,表明中红外衰减全反射光谱可用于土壤中硝酸盐的测定,而拉曼光谱则很困难。因此,拉曼光谱和中红外衰减全反射光谱都可用于溶液中硝酸盐的测定,且前者灵敏度要高于后者;中红外衰减全反射光谱可用于土壤中硝酸盐的测定,而拉曼光谱难以用于土壤中硝酸盐定量分析,这为硝酸盐的快速测定提供理论依据和技术支持。     

不同泌乳期牛奶矿物元素特征及产地溯源研究

为研究不同泌乳期及产地来源对牛奶中矿物元素含量的影响,并建立产地溯源模型,从我国4个地区(河北、宁夏、陕西和内蒙古)共采集120份牛奶样品,用电感耦合等离子体质谱法测定牛奶中12种矿物元素的含量,研究泌乳期不同阶段牛奶中矿物元素特征的变化并进行产地溯源。结果表明,泌乳期不同阶段样品的矿物元素含量差异不显著(P>0.05),同一泌乳阶段,含量最高的是钾,其次是钙,最低的是铬。除钼外,其余11种矿物元素的含量在4个地区间均存在显著差异(P<0.05)。偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)和交叉验证的结果表明,矿物元素可以对不同产地来源的牛奶样品进行分类,交叉验证的准确率为88.3%,通过计算得出产地鉴别的关键因子是锶、铬、锌及锰。综上,多元矿物元素是鉴别牛奶地理来源的有效工具。本研究结果为保障乳制品安全及真实性提供了参考依据。     

不同傅里叶变换红外光谱法研究土壤光谱特征的比较与应用

为了将傅里叶变换红外光谱技术更好地应用于土壤中官能团的定量分析,通过比较3种不同傅里叶变换技术下土壤特征吸收峰的差异,来选取最佳的光谱技术应用于土壤的相关研究。采用透射(T-FTIR)、衰减全反射(ATR-FTIR)和漫反射(DR-FTIR)3种光谱技术分别对有机物(苯甲酸、硬脂酸)和土壤(辽东栎)进行了分析。并将辽东栎和草地土壤样品按不同比例混合,使用T-FTIR和DR-FTIR对混合土样进行光谱测定,用于定量分析研究。结果表明:(1)有机物样品在3种光谱技术中均出现特征吸收峰,苯甲酸在1 600～1 400 cm^-1出现苯环C=C骨架特征峰,硬脂酸在2 900～2 800 cm^-1显现甲基的特征峰。有机物中羧酸-COOH内羰基-C=O在1 720～1 680 cm^-1出现伸缩振动吸收峰,羟基-OH分别在1 430～1 410 cm^-1,940～930 cm^-1附近出现面内和面外弯曲振动吸收峰。有机物在T-FTIR技术中需要用溴化钾(KBr)对其稀释。(2)辽东栎土壤样品在T-FTIR和DR-FTIR技术测试中发现,其土壤谱图中有较多有效特征吸收峰,土壤样品在T-FTIR技术中也需要用KBr进行稀释并使样品均匀的分布在锭片中; 而ATR-FTIR技术测试中仅出现个别有效特征吸收峰,不利于对土壤谱图鉴别与进一步分析。(3)辽东栎和草地土壤样品按不同比例混合的测试结果表明:T-FTIR和DR-FTIR技术测试中质量分数与峰面积比呈正相关,线性拟合分别为R²=0.70和R²=0.88。土壤在3种不同红外技术中,DR-FTIR光谱具有较好的土壤特征吸收峰,对土壤样品可以不用KBr稀释。测试步骤简单易操作,可用于土壤样品定量分析研究。     

应用FT-IR光谱指纹分析和模式识别技术溯源茶叶产地的研究

利用近红外光谱分析技术,对28份茶样品进行主成分和聚类分析。结果表明,浙江省龙井绿茶近红外原始光谱谱图差异较大,而不同产地龙井绿茶原始光谱间差异不甚明显。对原始光谱数学处理后对其进行主成份分析,发现在主成分空间内第1主成分得分绝大部分为正,继而对不同产地的样品进行主成分分析,西湖龙井有比较明显的主成分特征,区别于浙江龙井;"西湖龙井"主成份空间分布的离散度大于浙江各市县龙井的变异。对龙井绿茶样品进行聚类分析,得出相同产地的绿茶样品可聚为一类。初步表明应用近红外光谱分析技术可准确、快速、低廉地追溯茶叶的产地。     

施用猪粪对棕壤富里酸结构特征的影响

在棕壤上进行的田间试验田取样,从化学性质(元素组成)、光学性质(色调系数、相对色度、紫外光谱、红外光谱)和波谱学性质(13C核磁共振波谱)三个方面研究了施用猪粪对棕壤富里酸结构特征的影响。结果表明,施用猪粪后,棕壤富里酸的C/H比值增加,O/C比值下降;色调系数下降,相对色度增加;红外光谱中,2932cm-1和1639cm-1吸收峰强度增加;13C核磁共振波谱中,羰基C含量下降,芳香C和烷基C含量增加。这些结果说明,施用猪粪使棕壤富里酸的氧化程度下降,缩合程度和脂族链烃含量增加,其结构变得复杂化和脂族化。     

7份不同产地野生甜茶FTIR指纹图谱及其甜茶苷含量比较分析

本研究运用傅里叶变换红外光谱法,采集7份不同产地甜茶叶片的FTIR图谱,结合相关性系数和二阶导数方法对其红外光谱特征进行指认,并比较各供试甜茶的红外指纹图谱及甜茶苷含量间差异。研究结果表明,依据不同产地甜茶红外指纹图谱特征,可以将其归结为3大类Ⅰ类包括：金秀、荔浦、平南、象州及永福等地的甜茶,相关系数在0.992～0.999间;Ⅱ类包括第Ⅰ类型以外的广西其它采集地区的甜茶,相关性系数主要集中在0.984～0.990之间;Ⅲ类包括广东分布区,该区甜茶与广西分布区甜茶的相关系数均在0.986以下。供试甜茶与甜茶苷标准品的光谱特征比较结果表明,不同产地甜茶甜茶苷含量有较大差异。其中,广西金秀和广西平南产的甜茶叶片中甜茶苷含量最高,广西岑溪产的甜茶叶片中甜茶苷含量最低。所以,运用FTIR技术可以对不同产地甜茶进行分析并快速鉴别出不同产地甜茶中甜茶苷含量差异。本研究结果对广西地区甜茶的引种驯化和合理开发利用有一定指导意义。     

不同产地苹果渣营养成分差异性分析研究与评价

为评价我国不同产地苹果渣营养成分组成和含量的差异,对我国9个省14个地区苹果渣的营养成分进行检测,衡量营养成分受产地影响的大小。结果表明,不同产地苹果渣中水分含量范围为3.49%~14.21%;灰分为1.20%~3.35%;蛋白为4.93%~8.78%;脂肪为3.73%~6.99%;膳食纤维为60.21%~69.59%;不可溶性膳食纤维为49.24%~61.03%;可溶性膳食纤维为6.72%~13.58%;还原糖为1.20%~16.07%;淀粉为0.48%~5.29%;多酚为2.07~6.28 g·kg-1。不同产地的苹果渣营养成分存在差异,其中水分、还原糖、淀粉含量变异系数较大,而蛋白、脂肪、膳食纤维、不可溶性膳食纤维、可溶性膳食纤维含量变异系数相对较小。本研究依据不同产地苹果渣营养成分组成和含量差异,对其开发利用提出了合理建议。     

同步辐射红外显微成像法原位表征沼渣堆肥前后有机物结构

采用同步辐射红外显微成像法原位研究了沼渣样品在堆肥前后的微区谱图和有机官能团分布特征。结果表明,堆肥前后的沼渣样品中均同时出现了脂肪(2 930 cm~(-1)),羧酸(1 721 cm~(-1)),木质素(1 436 cm~(-1))和碳水化合物(1 234,1 020和866 cm~(-1))等有机官能团的特征峰。沼渣堆肥前,沼渣样品外部的脂肪组分是已被沼气发酵过程中的微生物优先降解,而羧酸和木质素则很少被降解,同时沼气发酵过程形成了富含CO的碳水化合物类物质。与沼渣堆肥前相比较,沼渣堆肥后,样品外部的1 721和1 234 cm~(-1)特征峰几乎消失,并在1 715和1 156 cm~(-1)处形成新的特征峰,该新形成的2个特征峰可能与堆肥腐殖化过程相关。综上,同步辐射红外显微成像技术有望为表征有机物演变特征及堆肥腐熟提供参考。     

纯培养条件下蓝细菌形成腐殖物质的可能性研究

采用红外光谱和元素分析,初步研究了纯培养条件下水华鱼腥藻(一种常见蓝细菌)不同生长期的菌体和胞外代谢物以及作为唯一基质形成的菌体混合物的结构特征。结果表明:蓝细菌样品的红外光谱图中均没有1 720 cm-1峰。2 926/1 650比值显示,水华鱼腥藻对数生长期与衰亡后期的菌体芳香物质含量高,复杂度与土壤富里酸接近,但低于土壤胡敏酸;微生物处理能使菌体混合物具有更多芳香族物质,但1 530 cm-1峰消失,表明部分C=C及氨基酸类物质被分解。相对于土壤腐殖物质,水华鱼腥藻菌体的H/C比值及(O+S)/C比值均较大,即缩合度较低而氧化度较高;经微生物处理后,其缩合度进一步降低,氧化度升高。总之,本实验条件下蓝细菌自发形成腐殖物质的可能性较低,且其作为唯一基质在其他微生物作用下形成的菌体混合物与土壤腐殖物质在结构上存在差距,但从蓝细菌的组成与结构上看,其可为腐殖物质的形成提供物质条件。该结果为土壤腐殖物质的形成研究与起源探索提供了一定的科学依据。