基于太赫兹时域光谱技术的食品添加剂检测与分析

作     者：郭祥帅 

作者单位：山东科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李德华

授予年度：2018年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 081704[工学-应用化学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 083201[工学-食品科学] 

主      题：太赫兹 食品添加剂 吸收谱 Gaussian09 

摘      要：太赫兹(THz)辐射是指频率介于微波与红外频段之间的电磁辐射,通常是指从0.1THz到1OTHz范围内的电磁波。对许多生物分子而言,其振动频率多位于太赫兹波段,且太赫兹辐射具备低能性等特点,对生物分子的活性及结构不会造成损伤,因而利用太赫兹技术研究生物分子的结构及特性成为一种新兴手段。本文利用Gaussian09分子模拟仿真软件和太赫兹时域光谱技术,对香兰素、甜蜜素、苯甲酸和山梨酸这四种食品添加剂的光谱进行检测和分析。本文的主要内容包括:第一部分介绍了选题背景、太赫兹技术以及太赫兹技术在食品添加剂检测领域的研究现状。第二部分介绍了太赫兹时域光谱技术的检测原理。第三部分介绍了红外光谱模拟理论并用Gaussian09软件对香兰素、甜蜜素、苯甲酸和山梨酸的振动光谱进行理论模拟,对其在0.1THz到10THz波段的分子振动模式进行分析。第四部分利用太赫兹时域光谱系统对甜蜜素、苯甲酸、香兰素和山梨酸进行测量,并对测试样品在0.1THz到2.5THz的吸收谱和折射率进行了分析。与模拟仿真结果对比分析,实验发现香兰素分子在0.61THz、1.15THz、1.54THz、1.83THz、2.12THz、2.43THz处存在吸收峰,而模拟结果中香兰素分子仅在2.14THz处存在吸收峰;实验发现甜蜜素分子在1.40THz、2.11THz和2.45THz处存在吸收峰,而模拟结果中甜蜜素分子在1.16THz和2.20THz处存在吸收峰;实验发现苯甲酸分子在 0.93THz、1.58THz、1.84THz、1.99THz 和 2.29THz 处存在吸收峰,而模拟结果中苯甲酸分子仅在2.05THz处存在吸收峰;实验发现山梨酸分子在1.23THz、1.41THz、161THz、195THz和2.44THz处存在吸收峰,而模拟结果中没有吸收峰与之相对应。对于实验结果与计算机模拟分析的差异,给出了解释。