輻照食品的快速檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及食品檢測領域，具體地說，涉及一種輻照食品的快速檢測方法。
【背景技術】
[0002] 放射源所產生的電離輻射含有巨大的能量和毀滅性殺傷力，因此可以用于一些食 品的防腐、防蟲、殺菌等加工處理。然而，富含脂質的食品一旦經過電離輻射的照射（簡稱 "電離輻照"或"輻照"）處理，其中所含的脂肪酸，特別是含有雙鍵的不飽和脂肪酸極易發 生斷裂，其結果類似氧化，造成脂肪酸分解，食品品質下降，甚至發生酸敗，嚴重影響消費者 的身體健康。
[0003] 針對食品是否經過輻照處理的檢測，傳統方法是采用同位素分析、色譜質譜聯用 分析等，不僅分析時間長，而且在分析過程中使用大量化學試劑，對環境造成污染。
[0004] 太赫茲波譜是電磁波譜的一部分，其波長介于紅外和微波之間。太赫茲波譜的數 據表現形式有時域譜、折射率譜、吸收系數譜等多種形式，可根據不同的實驗目的或不同的 應用對象進行選擇。太赫茲波譜對物質中的油脂具有一定的響應，這是采用太赫茲波譜對 輻照前及輻照后食品做出快速檢測的理化基礎。其中，"未輻照"食品是指輻照前的食品， 未經過任何電離輻照處理，亦稱為"未經輻照"的食品、"未經輻照處理"的食品；"輻照"食 品是指輻照后的食品，經過了電離輻照處理，亦稱為"（被）輻照過"的食品、"（被）輻照處 理"的食品。
【發明內容】
[0005] 本發明針對輻照食品的檢測難題，提供一種基于太赫茲波譜技術的輻照食品的快 速檢測方法，其目的是對食品是否經過放射源產生的電離輻射的照射進行快速檢測。
[0006] 為了實現本發明的目的，本發明的一種輻照食品的快速檢測方法，包含以下步 驟：
[0007] (1)采用太赫茲波譜儀在相同實驗條件下采集輻照前食品和輻照后食品的太赫茲 波譜數據；
[0008] (2)采用枚舉法選取兩個特征頻率并獲取其太赫茲波譜響應值，即分別獲取輻照 前食品和輻照后食品的太赫茲波譜圖上的兩個特征點。
[0009] (3)計算在太赫茲波譜圖上連結上述兩個特征點連線的斜率，分析輻照前食品和 輻照后食品特征點連線斜率的性質，根據斜率的性質確定食品是否被輻照的斜率判定閾 值；
[0010] (4)在相同實驗條件下，采集待測食品的太赫茲波譜，并計算待測食品太赫茲波譜 在上述兩特征頻率下的兩特征點的連線斜率；
[0011] (5)通過與步驟⑶的斜率判定閾值進行比較，對待測食品是否被輻照做出判斷。
[0012] 在統計學中，枚舉法是指對所研究的對象包括的所有可能情況，一個不漏地進行 檢驗，從中找出符合要求的答案。在本發明中，枚舉法是指在尋找特征頻率的過程中，針對 太赫茲波譜的所有頻率，一個不漏地進行檢驗，從中找出可以將輻照前食品和輻照后食品 加以區分的特征頻率。特征頻率的選擇原則是：以每次枚舉的兩個變量（頻率）結合其太 赫茲波譜圖，獲取其連線斜率特征，即斜率值（k)。當斜率值能夠滿足使輻照前食品和輻照 后食品達到最大正確判別率時，所選的頻率即特征頻率。
[0013] 前述的方法，利用太赫茲波譜儀采集的食品的太赫茲波譜，包括其各種數據表現 形式，例如吸收系數譜、時域譜、折射率譜等，且步驟（1)和（4)中太赫茲波譜的數據表現形 式一致。
[0014] 前述的方法，步驟（1)-(3)中所述食品與步驟（4)、（5)中所述待測食品為同種類 的食品，且所述輻照食品為經過放射源產生的電離輻射照射的食品。
[0015] 優選地，本發明中所述食品為花生。以花生作為檢測對象時，太赫茲波譜儀所產 生的電磁波譜頻率范圍優選為0-4THZ;針對太赫茲吸收系數譜，進一步優選波譜頻率為 0. 50THz和1. 70THz，斜率判定閾值為880 ;針對太赫茲折射率譜，進一步優選波譜頻率為 0. 31THz和1. 75THz，斜率判定閾值為0. 5424。
[0016] 采用太赫茲波譜法對食品是否經過輻照進行快速鑒別的工作流程圖如圖1所示。
[0017] 本發明提供的輻照食品的快速檢測方法是基于太赫茲波譜技術，無需對樣品進行 復雜的預處理即可直接采集樣品的太赫茲波譜，因此不會對環境產生二次污染；本發明所 使用的數據處理方法簡單易行，無需專業計量學軟件即可實現；本發明的數據處理過程涉 及變量個數僅有兩個，對于后續專用型儀器的開發、研制亦具有重要參考價值。本方法可實 現對輻照食品進行快速、高效、環境友好的鑒別，從而為食品安全監測、放射源安全使用等 方面提供重要技術手段。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明采用太赫茲波譜法對食品是否經過輻照進行快速鑒別的工作流程 圖。
[0019] 圖2為本發明實施例1中輻照前花生和輻照后花生的太赫茲吸收系數波譜圖以及 上述樣品所涉及的特征頻率、特征點及特征點連線。
[0020] 圖3是本發明實施例2中輻照前花生和輻照后花生的太赫茲折射率譜圖及上述樣 品所涉及的特征頻率、特征點及特征點連線。
【具體實施方式】
[0021] 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。若未特別指明，實施例 中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規手段，所用原料均為市售商品。
[0022] 實施例1花生輻照前后太赫茲吸收系數譜分析及待測樣品快速無損檢測
[0023] 花生中含有大量脂質，如果采用輻照進行滅菌殺蟲等處理，會破壞脂質的化學結 構，造成脂肪酸鏈斷裂、食用品質下降，對消費者身體健康造成不利影響等嚴重后果。
[0024] 本實施例采用太赫茲波譜儀對輻照前花生和輻照后花生分別采集太赫茲吸收系 數譜數據。所采用的太赫茲波譜儀的型號及實驗參數如下。
[0025] 儀器型號：ADVANTESTTAS7500SP太赫茲波譜儀；
[0026] 采樣方式：衰減全反射方式；
[0027] 頻率分辨率：0· 0076THz;
[0028] 波譜范圍：0ΤΗζ~4THz;
[0029] 參比累加次數：2048次；
[0030] 樣品累加次數：2048次；
[0031] 相位角：0度。
[0032] 首先，采用太赫茲波譜儀對已知輻照情況的花生采集太赫茲波譜數據。太赫茲波 譜的數據表現形式有時域譜、折射率譜、吸收系數譜等多種形式，本實施例優選太赫茲吸收 系數譜數據，如圖2所示。
[0033] 圖2中標示出輻照前花生和輻照后花生的太赫茲吸收系數譜。通過研究波譜特 征，采用枚舉法找到針對花生輻照前后太赫茲吸收系數譜的特征頻率位置，即圖2中的"特 征頻率1"和"特征頻率2"，頻率值分別為0. 50THz、1. 70THz。
[0034] 分別在譜圖上找到兩條太赫茲吸收系數譜在上述兩個特征頻率下的響應信號，即 特征點11"、12"、11"、12"。連結特征點11"、12"，即獲得輻照前花生特征點連線；連 結特征點"ΒΓ'、"Β2"，即獲得輻照后花生特征點連線。分別計算兩條連線的斜率（斜率用 字母k表不），kA1A2_g照前=957，kB1B2_g照后=14。比$父兩條連線斜率值發現，福照后花生的連 線斜率值明顯小于輻照前花生的連線斜率。
[0035] 為驗證上述方法的準確性，在相同實驗條件下，另采集7組花生樣品輻照前后的 太赫茲波譜。針對吸收系數譜數據，獲取上述特征頻率，即0. 50THz、1. 70THz下的響應信號 值。在譜圖上分別連接樣品的特征點，計算連線斜率，結果如表1所示。其中，斜率的計算 公式如下：
[0036] 斜率=(特征頻率響應值2-特征頻率響應值1) /(特征頻率2-特征頻率1)
[0037] 表1花生的特征頻率響應值及斜率
[0038]
[0039] 從表1可見，針對太赫茲吸收系數譜，7組樣品皆符合輻照后花生特征頻率下的特 征點連線斜率值明顯小于輻照前花生特征頻率下的特征點連線斜率的特點，說明該方法具 有一定的普適性，可以滿足對輻照花生快速檢測（篩查）的需求。
[0040] 從表1的斜率值可見，針對太赫茲吸收系數譜，7組驗證樣品，輻照前樣品的特征 點連線斜率最小值、最大值、樣本平均值、樣本標準差分別為2267、3523、2831、375