Анализ молока на содержание жира и общего белка методами оптической спектроскопии рассеяния

• Автор: Мелентьева, Анастасия Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Молоко как объект анализа

1.1.1. Состав молока

1.1.2. Молоко как полидисперсная система

1.1.3. Влияние различных факторов на химический состав молока

1.1.4. Методы определения массовой доли жира и общего белка в молоке.

1.2. Спектральные методы исследования молока

1.2.1. Основы оптической спектроскопии
1.2.2. Особенности анализа молока в видимой и ИК-областях спектра..
1.2.3. Анализ молока методом спектроскопии комбинационного рассеяния
1.2.4. Турбидиметрия и нефелометрия
1.3. Математические методы обработки данных
1.3.1. Методы и приближения теории рассеяния
1.3.2. Теория представительных слоев
1.3.3. Хемометрика
1.3.3.1. Основные методы хемометрики: метод главных компонент и метод проекции на латентные структуры
1.3.3.2. Планирование эксперимента
2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И АНАЛИЗА ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ
2.1. Сбор и подготовка образцов

2.1.1. Приготовление градуировочной серии лабораторной модели
2.1.2. Применение глубокой поэтапной гомогенизации образцов для исследования влияния размеров жировых глобул на спектры
2.1.3. Приготовление образцов для анализа молока при помощи
гиперспектральных КР-изображений
2.1.4. Сбор образцов молока для построения глобальной модели
2.1.5. Сбор образцов гомогенизированного молока
2.2. Приборы и методы измерений
2.2.1. Оптическая спектроскопия в видимой и прилегающей
коротковолновой области
2.2.2. Анализ молока при помощи цифровых изображений
2.2.3. Метод конфокальной микроскопии комбинационного рассеяния
2.3. Методы анализа данных
2.3.1. Изучение структуры данных
2.3.2. Построение градуировочных моделей
2.3.3. Интервальные методы отбора переменных
2.3.4. Обработка цифровых и КР-изображений
3. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ МОЛОКА МЕТОДАМИ ОПТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
3.1. Использование КР-спектроскопии для изучения химического состава и коллоидной структуры молока
3.2. Объяснение спектральных изменений в процессе поэтапной гомогенизации молока с применением теории представительных слоев
Заключение к 3 главе
4. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ МОЛОКА НА СОДЕРЖАНИЕ ЖИРА И ОБЩЕГО БЕЛКА
4.1. Построение многомерных градуировочных моделей для определения жира и белка в молоке в присутствии вариабельности размеров жировых глобул
4.2. Построение градуировочных моделей на большом объеме исторических данных (глобальное моделирование)
4.3. Перенос градуировочной модели
4.4. Анализ гомогенизированного молока
Заключение к 4 главе
5. РАЗРАБОТКА ПОДХОДОВ К СОЗДАНИЮ ОПТИЧЕСКОЙ СЕНСОРНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ АНАЛИЗА МОЛОКА
5.1. Использование сенсора на основе светодиодов в качестве альтернативы спектроскопии
5.2. Использование метода отбора интервалов для определения оптимальных длин волн светодиодов оптического сенсора
Заключение к 5 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ТЕРМИНЫ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

света. Так, весь пропущенный свет проходит через представительный слой в прямом направлении (180°), а весь рассеянный свет отражается под углом 0° по отношению к падающему. Таким образом, рассчитанное рассеяние света с учетом всех слоев может использоваться для описания рассеяния света всем образцом. Отражение (R) и пропускание (Т) от образца находятся по формулам:
R = -2Н-; Т = — (5)
nr+t nr+t
где п - количество слоев; г и / -отражение и пропускание от одного слоя.
ТПС была успешно применена для описания рассеяния в молоке [59, 60].
1.3.3. Хемометрика
С появлением и развитием вычислительной техники анализ многомерных данных стал востребованным в разных областях науки. Впервые термин «хемометрика» был применен в 1972 году в психологии шведским ученым С. Волдом [61]. Хемометрика как раздел аналитической химии начала бурно развиваться с 1970-х годов [62]. Зародившись на стыке прикладной математики и экспериментальной химии, хемометрика нашла широкое применение для решения различных прикладных задач. С усложнением математического аппарата и появлением многочисленных приложений она стала выделяться как отдельная научная дисциплина [62, 63, 64]. Общепризнанного определения хемометрики нет. Наиболее общее и самое распространенное принадлежит Д. Массарту: «Хемометрика - это химическая дисциплина, применяющая математические, статистические и другие методы, основанные на формальной логике, для построения или отбора оптимальных методов измерения и планов эксперимента, а также для извлечения наиболее важной информации при анализе экспериментальных данных» [65].
Большинство терминов, используемых в хемометрике, являются англоязычными, и до настоящего времени не всегда имеют общепризнанных переводов в отечественной научной литературе, а существующие переводы не всегда точны [63]. Так, слово «prediction», можно перевести на русский язык либо