何少微，趙 怡

（浙江華才檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江諸暨 311800）

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源

本文收集了全國(guó)各地的糧食稻谷樣品50份，樣品來(lái)源范圍廣，具有較好的代表性，選擇混合均勻的稻谷樣品，每份不低于200 g，經(jīng)過脫殼除雜處理，粉碎過篩，現(xiàn)磨現(xiàn)用。

1.2 儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)設(shè)備選用瑞典儀器公司的近紅外光譜儀，光譜測(cè)量范圍300～1 600 nm，THU35C 型礱谷機(jī)、FA2104A型電子天平（精度為0.01 g）。實(shí)驗(yàn)的試劑主要包括黃曲菌素B1酶試劑盒、葡萄糖、無(wú)水乙醇、氫氧化鉀和異丙醇等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)原理

漫反射形式是紅外光譜采集的另一種形式，主要用作固體粉末樣品的采集[1-2]。紅外光譜反射的漫反射光通過抗真菌毒素抗體與酵素抗原和待測(cè)抗原的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，利用酵素的催化顯色反應(yīng)檢測(cè)真菌毒素。

1.3.2 操作步驟

使用礱谷機(jī)將樣本脫殼粉碎，稱取8.0 g樣品放入容量為60 mL的試劑瓶中，加入10 mL甲丙醇后振蕩20 min，再進(jìn)行過濾后收集，制得樣品提取液，待測(cè)樣品溶液通過樣品稀釋液制得。將樣本孔設(shè)置為3類，一個(gè)調(diào)零孔，24個(gè)對(duì)照孔，其余為樣本孔，按照順序依次編號(hào)。在1號(hào)孔加入樣品稀釋液，對(duì)照孔加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，樣品孔加入待測(cè)樣液，再向1號(hào)加入酵標(biāo)抗原稀釋液，其余孔加入酵標(biāo)抗原溶液。

1.3.3 光譜數(shù)據(jù)采集

紅外光譜技術(shù)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集過程[3-4]，通過采集樣本的光譜數(shù)據(jù)以及獲取使用標(biāo)準(zhǔn)方法的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)光譜做預(yù)處理，建立光譜變量與實(shí)測(cè)值之間的校正模型，對(duì)稻谷樣本進(jìn)行光譜采集和實(shí)際值的測(cè)定。將制備好的樣本根據(jù)發(fā)酵周期去除樣本，以每10個(gè)為1組進(jìn)行光譜采集。在整個(gè)采集過程中，應(yīng)保證室內(nèi)溫度恒定，大約在25 ℃，濕度在60%以上。利用光纖探頭緩慢放入三角瓶中，緊貼于樣本表面，盡量保證在測(cè)試時(shí)人工操作的穩(wěn)定性，需要采集不同位置的光譜，將平均光譜作為該樣本的最終光譜，得到原始光譜圖。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理與校正

光譜數(shù)據(jù)的處理是由Indico軟件和配套的標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在樣品采集完成后，需要進(jìn)行預(yù)處理，并利用多元散射校正的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)樣品的校正，獲得更理想準(zhǔn)確的光譜數(shù)據(jù)[5]。多元散射校正法對(duì)光譜處理的具體公式如下：

式（1）為平均光譜，式（2）為式（1）的線性回歸，式（3）是對(duì)每一條光譜作多元散射校正，其中G是校正集的光譜矩陣，Gi為第i個(gè)樣品的光譜，zi和mi是第i個(gè)光譜與平均光譜的線性回歸斜率與截距，n為光譜樣本數(shù)量，通過調(diào)整不同的斜率和截距，減少光譜差異，盡量保留原有的組分信息，通過校正，隨機(jī)變異得到一定程度的去除。

2 結(jié)果與分析

2.1 光譜圖像結(jié)果分析

本文對(duì)收集的50份稻谷樣品進(jìn)行真菌毒素的測(cè)定，將稻谷真菌毒素分為3個(gè)濃度梯度光譜圖像進(jìn)行測(cè)定分析，紅外光譜圖如圖1所示。

圖1 感染真菌稻谷的多元散射校正紅外光譜圖

圖1 中，光譜曲線經(jīng)過多元散射的校正后，分辨率有所提高，能顯示出樣品明顯的光譜特征，找到吸收光譜位置。利用多元線性回歸方法校正處理，對(duì)預(yù)測(cè)集的25個(gè)稻谷樣品的毒素含量進(jìn)行預(yù)測(cè)，考察本文方法的預(yù)測(cè)精度和穩(wěn)定性，其具體方程為：

式中：c為特征波數(shù)的吸光度值；T為稻谷中真菌毒素。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)參考值與預(yù)測(cè)值的相關(guān)性

由圖2可知，在去除異常稻谷樣品情況下，預(yù)測(cè)值在總體上與實(shí)際值保持一致，有7份樣品的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值基本相同，僅有3份樣品預(yù)測(cè)值與實(shí)際值相差較多，最多相差 3.89 μg/kg，整體預(yù)測(cè)精度滿足國(guó)家糧食檢測(cè)精度要求，表明本文方法具有可靠性。

圖2 稻谷真菌毒素的預(yù)測(cè)值和實(shí)際參考值相關(guān)性

3 結(jié)論

本文采用基于漫反射的紅外光譜法對(duì)糧食樣本進(jìn)行采集，并通過多元散射對(duì)樣本進(jìn)行處理和校正，對(duì)真菌毒素的檢驗(yàn)取得了一定的研究成果，同時(shí)還存在諸多不足。本文所有樣本都進(jìn)行了壓實(shí)處理，控制對(duì)光輻射的影響，但人工壓實(shí)與實(shí)際自然條件下的稻谷仍存在差異，在今后的研究中應(yīng)考慮這一情況。