化学计量学方法在食品分析中的运用分析

姚志 焉峰

摘要：化学计量学是一种新兴学科，实现了数学、统计学、计算机科学等的融合，具有独特魅力，能够对传统方法难以处理的复杂问题加以攻克，在食品分析领域具有良好的应用价值。本文就食品分析中常用的化学计量学方法进行阐述，进一步探究化学计量学方法在食品分析中的运用，旨在全面提升食品分析的精确度与效率。

关键词：化学计量学方法;食品分析;运用

食品分析的核心在于，对食品特征信息进行分析，对数据性质加以量测，食品安全性与质量判别方面也具备了可靠依据。在食品分析方面运用化学计量学方法，能够对信息进行深度挖掘和处理，在复杂体系中通过强大手段对隐含信息进行提取。基于此，可充分发挥化学计量学方法的应用价值，促进食品分析工作的高质量开展。

一、食品分析中常用的化学计量学方法

（一）多元校正方法

在化学计量学理论中，多元校正方法居于关键地位，是理论的核心，能够以创新化方式构建理论基础，促进定量分析的推进，是一种有针对性的校正方法，主要以差异化结构类型量测数据为对象，这就促进了多维校正模型的构建，能够自差异化结构类型数据信息中有价值信息提取出来，定量表征后能够就体系问题开展分析，促进问题的顺利解决。多维校正方法基本原理及优缺点在化学计量学方法中的应用较为普遍，多维校正方法分析在食品分析中的运用也就具备了强有力的理论支持。以多元校正方法为支持开展食品分析，其中最小二乘法（PLS）、主成分回归（PCR）和多元线性回归（MLR）等方法的应用效果良好。

以最小二乘法（PLS）为例，其应用广泛，是以PCR为基础所实现和发展的，SVD是在量测矩阵与响应矩阵的基础上同时实现的，能够将非线性扰动因素排除后进行求解，这就保证了模型的精准度与可靠性。但就一阶校正来看，矩阵分解阶段矩阵双线性分解旋转具有特殊性和不确定性，这一情况的存在会对实际应用产生影响，在集样品校正方面，以预测集样品为对象，若面对其他干扰时并未采取校正建模方式，则会导致干扰程度存在差异，预测偏差也会有所不同。为保证一阶校正解的可靠性，应当确保校正集样品的完善化，将预测集样品中相应组分与性质容纳其中。

（二）多类聚类和判别分析方法

就主成分分析（PCA）来看，该技术在识别分析模式阶段具有良好的应用价值，作为多元统计方式之一，可有效压缩数据。浓缩阶段对最优方案加以选择，从测量矩阵出发，获得相关信息，待维数降低后寻找新变量，数量为n个，其组成部分为原始变量线性。通过测量能够显现出数据内部特征，保证数据精简化程度，据此开展简便分析，判别分析结果的准确度更高，因而该技术能够满足谱带重叠问题的解决需求。

就人工神经网络（ANN）来看，其能够对人脑结构进行模拟，获得大脑生理研究成果，运用数理方法进行简化抽象和模拟，因而人工神经网络从性质上来看是一种智能仿生自适应运算模型，并且在信息处理方面发挥着系统化作用。在聚类分析运算阶段，主要通过有无监督学习来划分运算算法。所谓有监督学习，就是向网络中输入训练样本，对比网络输出与期望目标值，得出误差值，通过自适应方式对权重值进行计算，保证网络输出值精度的合理性。所谓无监督学习，就是不将训练样本输入网络中，以已建立聚类为参照，自行组织并调整权重值，学习规律变化与连接权值保持一致，属于一种独特的演变方程。但实际上该算法的运用极易受制于过拟合与局部最优，实际使用范围受限。

二、化学计量学方法在食品分析中的运用

（一）食品安全检测

随着社会经济水平的显著提升，公众在食品安全方面的关注度也随之提升，相关机构在食品安全检测方面所投入力度也明显加大。就食品安全快速分析仪的性质来看，其属于手持式食品安全分析系统，其基础在于拉曼光谱技术，通过创新化方式将高集成手持拉曼光谱仪和拉曼增强技术协调起來，能够就食品中非法添加剂、农药残留及有害物等进行检测，保证操作的高效化、便捷化与准确性。

（二）食品营养成分分析

就食品营养成分检测来看，其主要是以食品为对象实施检测，保证检测的专业性，以数据结果为支持，对食品营养成分做出判断，明确种类及成分等，把握其营养价值，为食品选购提供参考。食品营养成分检测方面，以碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物质等为主要项目。通过光谱分析仪应用价值的发挥，能够高效且精确的检测食品营养成分，其原理在于，将近红外线发散至物品材料，促进分子活跃度的提升，分子振动后可对其反射光纤进行分析，把握光学特征，进而精准识别，材料化学成分也得以确定。在食品营养成分检测方面，通过光谱分析仪的应用，能够对热量、脂肪、蛋白质等营养成分加以确定。

（三）食品分类识别及掺伪分析

基于化学模式识别技术可识别食品分类并对其合格性做出判断。化学测量阶段可充分发挥计算机的应用价值，以数据为参考揭示内部规律，寻找性质相同的样品并做出推测，对未知样品模式进行判断。比如以台式核磁共振波谱仪为支持，能够对榛果油中掺杂进行检测，分析籽油中不饱和脂肪。以氢谱化学位移值、耦合情况、信号质子数为简单结构样品确定提供了支持，对比文献值或图谱能够对样品结构做出判断，分析其是否存在杂质等。对比文献值或图谱时，应当分析差异化实验条件的影响，比如溶剂种类、样品浓度、测定温度等。若样品有着复杂或未知的结构，需要协调应用多种分析手段，以保证结构判断的准确性。

三、结束语

食品分析中化学计量学方法得到广泛应用，但食品有着复杂的成分和繁多的种类，为促进食品分析任务目标的实现，应当就化学计量学方法的运用开展深入研究。因此在食品分析中可运用化学计量学方法开展食品安全检测、食品营养成分分析以及食品分类识别与掺伪分析，确保食品安全性得到显著提升，公众的身体健康也能够得到保证。

参考文献：

[1]王继峰. 化学计量学方法在食品分析中的应用[J]. 现代食品，2020（21）：191-193+197.

[2]张忠和. 化学计量学方法在食品分析中的应用[J]. 中国化工贸易，2019，011（009）：149.

[3]陈峰，李鹤东，王亚棋，等. 化学计量学方法在食品分析中的应用[J]. 化工管理，2017，35（3）：1-15.