[发明专利]一种基于近红外光谱技术快速检测β-胡萝卜素粉末粘度的方法

说明书

本发明属于精细化工产品检测技术领域，具体涉及一种基于近红外光谱技术快速检测β‑胡萝卜素粉末粘度的方法。本发明通过步骤A1制备校正集样品并获取光谱数据，步骤A2获取校正集样品光谱对应参比测试数据，步骤A3建立定量分析模型，步骤A4预测未知β‑胡萝卜素样品粘度等4个步骤来实现对β‑胡萝卜素粉末粘度的快速高效、原样无损检测。另外，在建模过程中，采用验证集样品不断添加到已建模型中去的方式，进行模型优化过程。本方法明显改善了使用传统粘度计测试时间长、配油前处理繁琐、检测产品不可回收的缺点，且操作简单，节省样品预处理的化学试剂和其他检测成本，具有绿色环保、降本增效的优势，同时为测试粉末粘度提供了新思路。

技术领域

本发明属于精细化工化学品检测技术领域，具体涉及一种基于近红外光谱技术快速检测β-胡萝卜素粉末粘度的方法。

背景技术

β-胡萝卜素是一种常见的类胡萝卜素，也是橘黄色脂溶性化合物，它是自然界中最普遍存在也是最稳定的天然色素。许多天然食物中例如绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、菠菜、木瓜、芒果等，皆存有丰富的β-胡萝卜素。β-胡萝卜素是一种抗氧化剂，具有解毒作用，是维护人体健康不可缺少的营养素，有研究表明合理饮食富含β-胡萝卜素的水果和蔬菜，更有效地对抗癌症和心脏病，并进而防止老化和衰老引起的多种退化性疾病。目前，随着精细化工领域内各项合成工艺技术的进步与改良，人造β-胡萝卜素工艺已被越来越多的企业研发投产成为具有竞争力的盈利产品。人造β-胡萝卜素被广泛应用作为食品添加剂中的成分，在人类食品健康领域上扮演着重要的作用。

近红外光谱技术(NIRS)是一种将光谱测量技术、计算机技术、化学计量学技术与基础测试技术有机结合的新技术。目前，在医药、化妆品、药品等领域的应用中取得了极好的社会和经济效益。近红外光谱技术本质上是将近红外光谱所反映的样品基团、组成或物态信息与标准或认可的参比方法测得的组成或性质数据采用化学计量学技术建立模型，然后通过对未知样品近红外光谱的测定和建立的模型来快速预测其组成或性质的间接分析方法，其具有快速、高效、原样无损检测的特点。近红外光谱仪构造简单、安全稳定、测试重现性好，其采集的光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团C-H、O-H、N-H、S-H、P-H等振动的倍频和合频吸收。不同基团(如甲基、亚甲基、苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，所以近红外光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成性质测量。

近年来，世界各国研究员利用近红外光谱技术的特性对某种物质中各类有机化合物的含量组成做了较多的研究与应用，但是在对粉末粘度上的研究论文或专利未见有发表。目前，对于粘度测试方法绝大多数采用各类粘度计测试。同样对于β-胡萝卜素粉末粘度测试需要采用旋转粘度计测试。由于粉末形态不同与油、水等液体，在正式测试之前，需先对粉末进行配油前处理，然后需要选择合适的转子及转速来控制测量扭矩范围。整个前处理及测试过程步骤繁琐且耗时。

发明内容

本发明的目的是解决旋转粘度计测试粉末粘度时间长、配油前处理繁琐、检测产品不可回收等等弊端，实现对β-胡萝卜素粉末粘度快速、高效的定量检测。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于近红外光谱技术快速检测β-胡萝卜素粉末粘度的方法，包括如下步骤：

步骤A1制备校正集样品并获取光谱数据：对不同批次的β-胡萝卜素粉末样品进行近红外光谱扫描，得到校正集样品光谱数据；

步骤A2获取校正集样品光谱对应参比测试数据：以现有测试β-胡萝卜素粉末粘度的技术方法分别测试各批次样品的粘度，记录收集不同批次的样品测试数据；

步骤A3建立定量分析模型：对步骤A1中得到的β-胡萝卜素样品的光谱进行预处理，并结合步骤A2的粘度数据，采用偏最小二乘法(PLS)建立定量分析模型；