利用光譜趨勢參數快速判定小麥粉DON等級的研究

吳 威, 祖廣鵬, 陳桂云, 徐劍宏, 陳坤杰*

1. 南京農業大學工學院，江蘇 南京 210031 2. 江蘇省農業科學院食品質量安全與檢測研究所，江蘇 南京 210014

引 言

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)，屬單端孢霉烯族化合物，通常存在于感染了赤霉病的谷物中。DON含量超標的食物具有致癌、致畸、致突變的作用，危害人類和家畜的生命健康[1-2]。我國在《食品中真菌毒素限量》(GB2761—2011)標準中規定了小麥等制品 DON 的限量指標為1 000 μg·kg-1 [3]。

1 實驗部分

1.1 樣本制備和光譜采集

實驗共采集了102個具有不同DON濃度的小麥樣品，品種為鎮麥168。這些小麥樣本在揚花期接種了赤霉菌毒素。樣本經過去皮、磨粉、過篩，其粗細程度滿足我國標準粉規格。使用近紅外光譜儀InfraXact(Foss，USA)收集樣品光譜。光譜儀配備硅探測器(570～1 100 nm), 銦鎵砷探測器(1 100～1 850 nm)。樣品以2 nm間隔在570～1 848 nm范圍內掃描，數據采集的頻率為每次掃描3 s。每個樣品掃描兩次，取其平均值。通過ISIscan(Infrasoft International，Port Matilda，PA，USA)收集光譜數據。

1.2 DON測定

DON含量參考值按照《GB 5009.111—2016 食品安全國家標準食品中脫氧雪腐鐮刀菌烯醇及其乙酰化衍生物的測定》[15](第二法免疫親和層析凈化高效液相色譜法HPLC)，使用HPLC系統(SHIMADZU，SPD-10A，UV-VIS DETECTOR ； LC-10AT VP)進行定量測定。

1.3 數據預處理

利用Unscrambler?X，v10.1(CAMO Software AS，Oslo，Norway，2011)軟件進行數據預處理。所有樣本的光譜首先通過15點Savitzky-Golay函數平滑，然后通過去趨勢處理，最后進行乘法散射校正(MSC)。

1.4 基于趨勢參數的特征波長選取方法

在光譜矩陣中，每一行對應一個樣本的光譜，并把樣本按DON濃度從低到高進行排列。第一列為樣本的DON濃度，其后的640列為570～1 848 nm波段下的光譜值(吸光度)。選取其中所有的奇數行作為校正集光譜，所有偶數行數據作為驗證集光譜，校正集和驗證集均有51個樣本。……