“非破壞快速檢測技術”的基本原理是利用化學物質在近紅外光區的光學特性,快速測定某物質中一種或多種化學成分、性狀特征的新技術。近紅外光譜技術,由于它在分析時,不需要破壞樣品,速度快,一次采集光譜,可同時檢測多個性能指標,故常被稱為“非破壞快速檢測技術”。
“非破壞快速檢測技術在農業中的應用研究”其主要研究內容是利用近紅外光譜學原理研究非破壞快速檢測技術,用于測定多種復合肥中的N、P、K,蔬菜中的農藥殘留,大豆粕主要成分以及肉類含水量等各項技術指標。為這幾類產品的質量監督提供嶄新的速測技術。近紅外光譜技術,由于它在分析時,不需要破壞樣品,速度快,一次采集光譜,可同時檢測多個性能指標,故常被稱為“非破壞快速檢測技術”。它的基本原理是利用化學物質在近紅外光區的光學特性,快速測定某物質中一種或多種化學成分、性狀特征的新技術。作為一項高新技術和其他新技術一樣,在進入實用階段之前,必須經過大量的研究探索,才有可能發掘出該項技術的實際價值。目前世界上已有40多個國家開展這方面的研究,并取得一系列的研究成果。
簡要技術
本課題立項時,從當時國際國內的研究動向入手,針對農產品發展規劃的重點和要求,結合已有的研究工作基礎,提出了三部分內容:
1.在國際上研究較多技術比較成熟,而國內尚處研究階段的,如餅粕及牛肉的相關成分快速檢測技術研究,其目的是為油脂工業副產品餅粕的合理綜合利用及快速檢測注水肉提供新技術新手段。
2.無機復合肥中N、P、K的快速檢測是國內尚無人研究,國外只有少數幾個國家在做類似的試驗,我們把能否實現無機成分的NIR快速分析作為本項目的重點研究內容之一。
3.蔬菜中農藥殘留的快速檢測是個面對種類復雜,含量低微,難度大的課題,作為近紅外光譜技術,能否在這個新領域里發揮其快速非破壞的■力,是我們進行研究探索的主要目的。
經過三年的研究探索,先后共收集各類樣品3200多份,采集原始光譜約60000個,獲得標準譜圖近2000個,并建立起與之相對應的數據庫(其數據資料5000多個)。在此基礎上研制出一批非破壞快速定性定量分析數學模型,包括三類餅粕中的蛋白質、脂肪、水分,牛肉含水量,多種復合肥中的N、P、K及各種葉菜類中有機磷農藥殘留和甲胺磷殘留分析等模型60余個,用這些模型檢測上述產品的相關成分,可在幾分鐘內獲得分析結果,體現了快速非破壞的技術特點,使工作效率提高數十倍,成本大大降低,有著廣闊的應用前景和可觀的經濟社會效益。
技術創新
1﹒在近紅外光區,用倍頻區含磷基團的特征信息識別葉菜中有機磷農藥殘留的研究,其檢出限達到0.2mg/kg,通過兩年對700多個樣品涉及二十多種蔬菜、十余種有機磷農藥殘留的實際檢測與GC-MS分析結果比較,符合率在97%左右,為蔬菜中有機磷農藥殘留的分析監控創建一種新型的檢測技術。是目前國際國內尚未見報道的研究成果。
2﹒通過對蔬菜中甲胺磷殘留的定量分析研究,分別從高濃度(47—350mg/kg)中等濃度(20—80mg/kg)直到低濃度(0.2—3.0mg/kg)範圍分析的取得成功,在硬件靈敏度相對固定的前提下,通過多種探索提高靈敏度降低檢出限的試驗,取得分析甲胺磷殘留的滿意效果,特別是在低濃度水平上的分析結果,國內外未見報道。
3﹒研究用近紅外光譜技術快速檢測復合肥中N、P、K等無機成分,國際國內均未見報道。
應用前景
1.本項目的研究完成無論在理論上,還是研究實踐上都取得了突破,創新性突出,只要通過進一步搞好成果轉化工作,將會取得明顯的經濟效益和社會效益。
2﹒從蔬菜中農藥殘留的定量速測角度來看,要想系統解決這一問題,其難度和工作量都很大,本項目的研究結果僅在一種蔬菜一種農藥殘留的分析上取得突破,但是為近紅外光譜技術應用于多品種、多殘留的總目標提供了技術基礎,只要投入相應的財力、物力、人力,經過努力攻關是可以實現的。