近红外光谱理论.ppt

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1、近红外应用领域食品分析仪器乳制品检测谷物饲料&饲草食品加工肉制品酿酒制糖工业分析仪器化学制药聚酯石油化工FOSS近红外技术在农业/食品应用举例NIR技术目前所获得的国际认可AACC39-21(大豆中的蛋白,油份,水分)39-21A(小麦中蛋白、水分)FossTecatorAOAC989.03(蛋白,酸性洗涤纤维,水分)FossNIRSystemsUSDA89-01(大豆中的蛋白，油份)90-101(小麦中的蛋白)FossTecatorACCC小麦中的蛋白,硬度，水分FossNIRSystems近红外定量分析在饲料质量分析中的地位1975年加拿大谷物委员会正式确定NIR为该国官方的

2、蛋白质分析方法1979年NIR成为官方分析油料中单葡萄糖苷的快速测定方法1983年成为快速测定油料中不饱和脂肪酸的官方分析方法近红外定量分析在饲料质量分析中的地位1984美国公职分析家学会(AOAC)989.03:NIR成为分析饲料中蛋白，酸性洗涤纤维，中性洗涤纤维的标准方法1985年国际谷物技术协会采用NIR技术测定蛋白近红外技术在我国饲料研究与应用进展七五期间，近红外定标软件的研制列入国家攻关计划。在此期间以中国农科院畜牧研究所为首，全国近20家研究所联合完成了饲料用玉米等九个能量饲料大豆粕等4个蛋白饲料苜蓿粉等7个粗饲料蛋鸡配合料干物质，粗蛋白，粗纤维，和灰分组分的定标数

3、据库建立和定量分析工作近红外技术在我国的研究与应用进展…6个饲料的消化能和代谢能含量分析大麦等4个饲料原料的氨基酸分析米糠饼等6个饲料的植酸磷分析饲料添加剂中喹乙醇分析的定标工作这些工作为NIR技术在我国农业上的应用提供了大量的基础数据NIR技术已正式列入我国饲料国标GB/T18868-2002饲料中水分、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋氨酸、快速测定近红外光谱法Methodfordeterminationofmoisture,crudeprotein,crudefiber,crudefat,lysineandmethinione馔写人国家饲料质量监督检验中心杨曙明宋荣近红外光

4、谱理论近红外光谱波长范围紫外可见近红外中红外25004,000官能团定性分析分子光谱成分定量分析分子光谱表观颜色分析定量分析分子光谱80014,28540025,00020050,00025,000nm400cm-1近红外是如何工作的?近红外光谱研究物质分子对近红外光（能量）的吸收界于电磁波谱800-2500nm光谱区段它属于分子光谱的研究范畴，即研究物质分子与电磁波的相互作用.光谱理论广义的红外光谱（包括中红外光谱及近红外光谱）是由分子振动吸收引起的红外活性分子(包括对中红外及近红外谱区能量吸收分子）可理解为一振动双极的机械模型（双极具有电荷分离），每一双极模型其振动具有特殊的

5、频率及振幅。伸缩振动弯曲振动-面内弯曲(1)弯曲振动–面外弯曲(2)光谱理论….频率是指单位时间的振动数目振幅是振动双极的振动距离光谱理论….当光能与分子振动能量相匹配时，分子将吸收光能，振动能级将跃迁为新能级，表征为振动振幅的增加在新能级时，分子振动频率保持不变分子振动能级跃迁近红外区吸收近红外光谱主要是由分子中O-H,N-H,C-H,S-H键的振动吸收引起的是这些振动的组频和倍频吸收带近红外区光谱测试成分须含有O-H,C-H,N-H或S-H键-CH-OHNH-SH光谱理论红外活性分子其振动的基频吸收发生在中红外区，在近红外区，表征为合频吸收及倍频吸收。倍频吸收带约发生在基频吸

6、收2-3倍基频吸收频率处（或波长的约1/2及1/3处）当倍频级别增加时，吸收强度将减弱倍频吸收带位于基频吸收频率的倍数积处合频吸收带约位于两个或三个基频吸收频率之和处=Protein=Oil=Moisture近红外2级，3级倍频光谱理论小结R-H键振动在近红外区有较强的倍频吸收近红外光谱主要是由O-H,N-H,C-H,S-H键的振动吸收引起的在近红外谱区能量照射下，氢分子中的氢-氢键由于振动双极没有发生任何变化，因此没有近红外吸收R-H的伸缩振动或R-H的伸缩/弯曲振动构成了近红外区的主要吸收带研究近红外区光谱吸收，测试成分须含有O-H,C-H,N-H或S-H键脂肪在NIR的对应

7、基础蛋白质在NIR的对应基础糖在NIR光谱的对应基础典型的近红外吸收近红外吸收重要的波长92139CH/CO组合吸收峰蛋白/蛋粉102180NH键伸缩振动一级倍频蛋白质82190CH/CO组合吸收峰蛋白/淀粉72208CH/CO组合吸收峰尿素/乳糖52270OH/CO组合吸收峰淀粉/糖42310CH键伸缩一级倍频油份22336CH/CH弯曲振动一级倍频纤维素/灰份32348CH键伸缩振动一级倍频纤维素62230参比近红外吸收重要的波长191445OH键二级倍频水分181722CH