利用光纤光谱技术检测牛奶中黄曲霉素等致癌物质(2)

　　（二）利用近红外光谱测量牛奶中黄曲霉素的浓度

　　我们在不断地改进自己的实验仪器，通过查找文献我们发现了黄曲霉素在近红外反射谱下的光学特性。将一份新鲜的纯牛奶分成若干份，再根据国家标准中牛奶应该满足的蛋白含量确定加入黄曲霉素的剂量，使每一份牛奶中都含有不同浓度的黄曲霉素，然后使用美国ASD公司的HandheldFieldSpec光谱仪和光谱仪配套的1415V卤素灯进行实验。

　　样本的可见/近红外光谱原始反射谱。在900nm～1000nm之间，其余所有曲线基本叠加在一起。而在450nm～850nm之间曲线却存在一定梯度。反射率随浓度增加而增大，在光谱中最上端的那条谱线所表示的黄曲霉素的浓度为17.5%，而最下端的谱线所代表的黄曲霉素的浓度为2.5%。由于最下端的曲线对实验数据来说已经产生了误差，在那个浓度范围我们不予考虑。通过我们反复对光谱进行研究，发现可以使用450nm一850nm之间的曲线变化作为判断黄曲霉素浓度的依据，但是牛奶中还有一些其他的物质会干扰黄曲霉素浓度的监测，所以我们考虑使用900nm一1000nm之间的曲线变化作为判断溶液中是否存在黄曲霉素的依据。根据以上对光谱的分析，我们尝试选取两个特征波长的光：500nm处的光强和1000nm处的光强作为判断牛奶中黄曲霉素含量的依据，搭建实验装置，进行尝试性实验。

　　由于牛奶中含有丰富的盐类和各种蛋白质，而这些物质对反射光谱会产生很大的影响，所以我们利用黄曲霉素近红外光谱的特性，确定了取反射光中500nm和1000nm两个波长的光进行研究。当反射光波长在500nm附近时反射光光强随黄曲霉素的浓度增加而增加，这样可以确定黄曲霉素的浓度，但做不到对其他物质的排除。当反射光波长在1000nm附近时反射光光强随黄曲霉素的浓度增加而变化不大，用于排除其他物质的干扰。根据这一光谱特性我们使用宽谱光源照射不同浓度的黄曲霉素，取其中的反射光，将反射光导入光纤中，分成两组，一组光通过500nm的滤光片，另一组通过1000nm的滤光片，然后再将两束光分别通过工作波长为500nm和1000nm的PIN管，将光信号转化为电信号，之后通过放大电路的处理，经差值运算电路，通过电压的改变而得出500nm和1000nm两波段波长的之间的差值，再将信号输入计算机中，进行处理、显示，从而看到黄曲霉素的标准浓度，将此时得到的浓度进行记录作为标准量进行定标，然后编制程序，将系统放入现场，通过确定电压的方法确定黄曲霉素的浓度，通过查表法得出实际浓度。实验装置示意图如下图2。

　　利用以上的方法不但测量方便，而且制作工艺也相当简单，产品投产后生产成本也较为低廉，适合批量生产。

　　（三）使用紫外光谱测量牛奶中黄曲霉素的浓度

　　科技在不断地创新中前进，我们也紧跟时代步伐，对自己的产品再进行实验，争取拿出最好的科技成果。在查阅文献时，我们发现了黄曲霉素在紫外光源照射下产生的透射谱也很有研究价值。我们设想使用紫外灯照射含有不同浓度黄曲霉素的牛奶样品。实验目前正在进行当中，具体的实验数据和实验结果还没有得到。

　　（四）实验结论

　　（1）研究结果的必要性

　　通过对实验结果的分析，说明了以上我们提出的利用近红外光谱检测黄曲霉素浓度的方法是可行的，同时也解决了目前市场上对黄曲霉素浓度检测的时间较长的问题。这个项目的研究是值得的。

　　（2）研究中存在的问题以及解决方法

　　在课题研究中我们发现主要的问题是现有的设备无法满足我们开展大型实验的需求，以至于很多实验项目我们都无法进行，只能依靠其他的方案来代替现在的实验。我们也在克服这些问题，有自己的解决方法。大型实验无法进行就将大型试验分成几个小块，分块进行，或者是使用其他的可以替代这个大型设备的中小型设备做实验。