首页 期刊 光谱学与光谱分析 拉曼光谱结合偏最小二乘同时测定烟草中叶黄素和β-胡萝卜素含量 【正文】

拉曼光谱结合偏最小二乘同时测定烟草中叶黄素和β-胡萝卜素含量

作者:葛炯; 孙琳; 沈晓洁; 沙云菲; 黄天雄; 杜一平; 张维冰; 谢雯燕; 姚鹤鸣 上海烟草集团有限责任公司技术中心; 上海200082; 华东理工大学化学与分子工程学院; 上海功能性材料化学重点实验室; 上海200237
拉曼光谱   烟草   色素   偏最小二乘法  

摘要:色素是烟草中的重要组成成分,烟草的外观质量和内在品质都与色素相关。色素主要分为绿色素、黄色素和黑色素。在生长期,烟草中的绿色素主要是叶绿素,成熟期的烟草中黄色素则主要为叶黄素和胡萝卜素,黑色素则存在于成熟的烟叶中,或在调制和发酵的过程中产生。色素的检测对于烟草原料评价和成品质量都非常重要。鉴于烟草色素基于液相色谱的传统检测方法耗时较长、样品制备过程复杂,以及拉曼光谱操作简单、测定时间短、能提供有关分子官能团信息的特点,开发了一种应用拉曼光谱同时定量检测烟草中叶黄素和β-胡萝卜素的快检方法。烟草样品的有机溶剂提取物,密封在透明玻璃瓶中,将激光聚焦于瓶内溶液样品直接测定拉曼光谱。研究发现,不同于常见的514和785nm激发波长,在短波455nm激光作用下,可获得更理想的拉曼信号,光谱强度较高,荧光干扰较低。对色素萃取溶剂、焦平面与光学平台间的距离等实验条件进行了优化。考虑到不同检测日期仪器操作条件的变化可对拉曼光谱产生影响,以溶剂峰为内标峰,对光谱进行归一化处理,以校正因测定条件不稳定而引起的物理干扰。为了解决荧光干扰,以及色素分子之间的拉曼光谱干扰问题,采用偏最小二乘法(PLS)建立光谱分析的多元校正模型。建模中对波长区域以及光谱预处理方法进行了优化。研究结果表明,光谱归一化处理显著降低了因物理因素产生的光谱干扰,光谱求导运算对建模影响不大,而波长选择能明显改善模型的预测能力。利用798.2~1 752.8cm^-1波段建立叶黄素的PLS定量模型时,预测效果最佳,预测集的均方根误差(RMSEP)为6.68μg·g-1;对于β-胡萝卜素,798.2~1 752.8cm^-1组合2 254.2~2 784.5cm^-1用来建模时得到的RMSEP最小,为2.56μg·g^-1。该方法操作简便、耗时少、结果准确可靠,为烟草样本中色素的�

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