基于THz-ATR光谱技术的食品安全检测方法研究

食品安全是关系国民经济发展和人类健康的重大问题，世界各国都在大力发展各种食品安全检测技术。理想的检测技术应该具有快速、准确、灵敏度高的特点，并且能够实现无损检测。THz光因其能够穿透纸、塑料等一般食品包装材料，实现无损检测而受到人们的关注。但是，由于液体样品中水在THz频段的强吸收，无法获得其他物质的光谱信息，而使得THz光谱技术只能停留在固体及固体混合物的识别方面，严重限制了含水量高样品的无损检测。.本研究利用太赫兹全反射吸收系统(THz-ATR)，以固体/液体样品为研究对象，采集样品中某些食品添加剂和食品成分的THz-ATR光谱信息，并借助量子化学的计算方法对所得的光谱进行理论解释，为THz-ATR光谱技术在食品安全检测提供有效方法及理论依据。从而实现THz光谱技术对于含水量高样品的无损检测。

由于液体样品中水在太赫兹(Terahertz,THz)频段的强吸收，而无法获得其他物质的光谱信息，使得THz光谱技术只能停留在固体及固体混合物的识别方面，严重限制了含水量高样品的无损检测。本研究采用太赫兹衰减全反射(Terahertz Attenuated Total Reflectance, THz-ATR)吸收光谱法很好的解决了THz频段水溶液的强吸收问题。我们搭建并优化了THz-ATR检测系统，比较了THz透过光谱与THz-ATR光谱，确认了THz-ATR系统操作的正确性，并利用THz-ATR系统获得了几种氨基酸类食品添加剂的固体/液体在THz频段的特征吸收峰；结合化学计量学方法，研究光谱预处理技术及不同化学计量学算法获得较精良的定量研究模型；同时应用THz-ATR光谱技术开展了食品中的违禁添加物辨识及定量检测方面的研究，违禁添加物能够得到很好的辨识并且能够定量检出。综合以上研究，THz-ATR光谱与其他的THz光谱技术相比较，能够同时实现固体/液体样品的定性定量检测，将其应用于食品安全检测具有一定的创新性及实际应用价值。