应用英国Edinburgh FLS920P稳态-瞬态荧光光谱仪, 对互为同分异构体的胭脂红、 苋菜红分子的吸收光谱和荧光光谱实验检测, 得到二者的光谱特性参数, 并进行对比。 分别采用密度泛函理论（DFT）和含时密度泛函理论（TD-DFT）对这两种分子的基态和激发态结构进行优化, 将所得基态分子构型进行频率计算, 结果显示均无虚频存在, 进而比较两分子构型在不同能态下的差异。 在此基础上, 应用TD-DFT并结合极化连续介质模型（PCM）在6-311++G(d, p)水平上分别计算二者的吸收光谱和荧光光谱, 对两种分子的发光机制、 荧光光谱特性差异与分子结构的关系进行了分析。 结果表明, 两种分子的基态结构均为非平面, 它们中的两个萘环不共面, 存在一定的夹角;苋菜红含有分子内氢键, 且氢键所在萘环的平面性要优于胭脂红分子对应的萘环部分;激发态时二者各自的两个萘环均共平面。 量子化学计算得到的光谱理论值与实验结果较为吻合, 说明优化所得胭脂红与苋菜红的分子构型基本合理。 与苋菜红相比, 胭脂红右侧萘环结构的平面性稍差, 分子从激发态跃迁回到基态经历了更多的振动和转动, 损耗了更多的能量, 导致用来产生荧光光子的能量减少, 因此, 胭脂红的荧光发射波长更长。 本文首次得到胭脂红、 苋菜红分子基态与激发态下的分子结构信息, 并找出二者光谱特性差异的原因, 结果可为研究同分异构体分子的光谱特性与分子结构的关系提供参考。

运用Gaussian 09W量子化学程序包, 对胭脂红分子进行基态和激发态几何结构构型优化, 计算得到激发态电子结构、 分子前线轨道和发射光谱等信息; 应用英国Edinburgh FLS920P 光谱仪, 实验测定胭脂红溶液的荧光光谱。 比较荧光发射光谱的计算值与实验值, 吻合较好, 说明优化所得构型基本合理。 进一步对比胭脂红分子基态和激发态结构, 分析荧光光谱产生的机理, 发现胭脂红分子激发态几乎呈平面结构, 为强荧光物质, 其荧光由139→137轨道的跃迁产生。

为实现市售橙汁饮品的有效鉴别, 在分析与比较100%橙汁与橙汁饮料两类饮品荧光特性差异的基础上, 采用主成分分析结合欧氏距离(PCA-ED)的方法对市售橙汁饮品进行定性鉴别, 效果良好。同时, 利用荧光光谱结合偏最小二乘回归(PLSR)方法建立市售橙汁饮品中橙汁含量的估测模型, PLSR多元校正模型的相关系数r为0.997, 校正均方根误差为0.87%, 预测均方根误差为2.05%, 实验结果表明, 校正模型较准确地反映了市售橙汁饮品中的真实橙汁含量。通过采用荧光光谱结合化学计量学方法从定性与定量两方面对市售橙汁饮品的鉴别方法进行探究, 研究结果可为市售橙汁饮品的鉴别与掺伪检测提供一种新的思路, 也可为橙汁原料的品质控制提供一定的参考依据。

应用FLS920型荧光光谱仪测得鲜榨橙汁、市售橙汁饮品(8种品牌)的三维荧光光谱, 通过分析鲜榨橙汁与饮品中常见食品添加剂纯物质的荧光机理与特性, 得到橙汁饮品中橙汁成分的最佳激发波长为470 nm, 荧光峰值波长为526 nm, 其荧光特征峰为470/526 nm, 其余荧光峰的归属均为食品添加剂。同时, 采用三维荧光光谱重心法与基于MCD估计的稳健马氏距离相结合的方法对市售橙汁饮品进行筛选与分类, 分类效果良好。结果表明:将荧光光谱技术与光谱模式识别方法相结合, 可为饮料类食品的鉴别提供帮助。

为了研究食用油加热后荧光光谱特性的变化, 采用美国Roper Scientific公司的SP-2558多功能光谱测量系统, 对花生油等7种常见食用油在不同加热时间和加热次数情况下的荧光光谱进行了实验检测和机理分析, 取得了加热后食用油的荧光光谱的特征数据。结果表明, 随着加热时间或次数的增加, 食用油的荧光光谱出现荧光峰个数减少、峰值波长红移、荧光强度增加等变化; 食用油经长时间加热后的变化比反复加热更大; 大豆油加热后的荧光光谱参量变化最小。该研究结果可为食用油的品质检测和安全使用提供参考。