GC-IMS技術助力國家自然基金麵上項目順利結題

項目名稱： 基於GC-IMS技術的食用植物油品質檢測方法和應用機理的研究

項目批準號：31772056 

申請代碼：C2008 

執行年限： 2018.01-2021.12

結題摘要

江蘇大學陳斌教授團隊基於GC-IMS技術的國家自然基金麵上項目順利結題。

氣相-離子遷移質譜(GC-IMS)聯用分析技術是將高效的氣相分離技術與超高分離精度的離子遷移質譜技術相互融合的新型分析技術，項目采用GC-IMS聯用分析技術對5種食用植物油中有機揮發性組分(VOCs)進行了指紋信息提取、表征和數據挖掘，探索了GC-IMS分析技術在食用植物油品質檢測中的應用機理和應用方法，成功地對5種常用食用植物油(油菜籽油、花生油、芝麻油、葵花籽油、大豆油)的種類、生產工藝和摻雜等質量問題進行了準確的識別，達到食用植物油品質指標的快速無損的定性、定量分析目的。

項目主要完成了

(1)完成了食用植物油GC-IMS檢測參數優化準則和規範方法的製定；

(2)完成了利用GC-IMS三維譜信息分析植物油(5類)品質的最佳檢測方法的開發，建立了食用植物油植物特征指紋譜信息提取方法，並製定了GC-IMS信息評價標準；

(3)建立了5類食用植物油種類判別、產地識別、氧化程度分析、摻假油的種類定性判別和摻假量的快速分析模型。其中食用植物油種類識別準確率大於85%以上，摻假摻雜(摻雜率不大於5%)的識別率達95%以上，酸敗食用植物油判別正確率達到了90%的評價效果；

(4)申請發明3項，培養博士研究生2名(1名畢業，1名在讀)，碩士研究生2名，指導博士後1名，完成SCI收錄論文6篇，EI收錄9篇，其他論文4篇，全國性學術報告8人次；

(5)完成GC-IMS分析及應用軟件係統的編製，獲得軟件著作權登記1項。在完成項目計劃任務的基礎上，項目組還將GC-IMS分析技術拓展到大米黴變的早期檢測、豬肉脯加工工藝的優化及產品質量一致性控製、中藥葛根粉的產地識別等方向。研究成果為諸如化工、環境、安全、藥材、生物技術等等行業對VOCs(mVOCs)的快速定性判別和定量檢測提供了理論基礎和實用經驗，為推廣GC-IMS聯用分析技術做出了貢獻。

GC-IMS儀器設備選型

研究的順利開展離不開可靠的儀器設備，根據需要本次研究采用G.A.S.事業部GC-IMS聯用技術——FlavourSpec®風味分析儀。針對揮發性氣體檢測需要有極高的分辨率和極低的檢測限，同時為了減少人為誤差對試驗結果的影響，選用PAL全自動靜態頂空進樣裝置對樣品進行孵化和頂空氣體進行轉移檢測。要得到最佳的檢測效果，檢測儀器的工作參數優化是必須的研究內容之一，GC-IMS檢測食用植物油的主要工作參數包括：孵化溫度、孵化時間、GC 柱溫、六通閥進樣溫度、漂移管溫度、IMS檢測器溫度、載氣流速、漂移氣流速以及色譜柱型號等。

該項目的部分成果產出

1、人才培養

(1)陳通; 畢業博士, 基於GC-IMS技術植物油品質分析方法的研究, 陳斌, 2016-9至2020-6.

(2)黃光造; 在站博士後, 2021-5至2022-12. 

(3)耿德春; 在讀博士, 2017-9至2022-6.

(4)陳鑫鬱; 畢業碩士, GC-IMS聯用技術識別植物油種類和生產工藝的機理及應用研究, 陳斌, 2015-9至2018-6.

(5)穀航; 畢業碩士, GC-IMS 連用技術在大米黴變早期監測中的應用研究, 陳斌, 2016-9至2019-6.

(6)陳明傑; 畢業碩士, 基於GC-IMS技術的幹燥與烘烤工藝對豬肉脯風味影響的研究, 陳斌, 2017-9至2020-6. 

2、學術合作交流

(1)陳斌，快速無損檢測方法在茶油行業的應用，湖南省油茶產業科技創新大會，2018年11.26. 湖南長沙

(2)陳斌，基於GC-IMS的快速無損檢測技術初探，南京農業大學新技術交流會，2018.11.10. 南京

(3)陳通，氣相-離子遷移譜技術在食用油、糧食品質檢測中的應用，南京農業大學新技術交流會，2018.11.10. 南京

(4)陳斌, 快速無損檢測技術在食品加工領域的應用, 企業食品安全風險監測與防控體係建設高級研修班, 吉林省琿春市, 2019.7.24-2019.7.26

(5)陳斌, 提升農產(食)品品質應對市場差異的需求, 科技助力吉林省延邊朝鮮自治州琿春市‘一帶一路’發展論壇，吉林省琿春市，2019.10.24-2019.10.26

(6)陳斌, 基於 GC-IMS聯用技術在大米黴變早期監測中的應用研究, 國家糧食質量檢測機構技術交流研討會, 湖南省長沙市, 2019.11.17-2019.11.19(7)陳斌，基於GC-IMS 聯用技術在煙草黴變早期監測中的應用研究，貴州中煙中高級人員培訓班，2021.3.25

(8)陳通，GC-IMS技術的原理、實戰與數數據處理技術，貴州中煙中高級人員培訓班，2021.4.25

3、軟件著作權

陳通; 陳斌; 陳鑫鬱; 陸道禮; GC-IMS二維可視化數據處理係統, 2020SR0020126, 原始取得, 全部權利, 2019-5-22. 

人物介紹

陳斌

江蘇大學食品與生物工程學院 教授/博士生導師

研究領域

近紅外光譜分析、分子光譜在食品品質檢測中應用、小微型光譜儀器的集成和應用研究、基於移動雲服務平台的微型光譜儀器檢測係統

指導碩、博士生研究方向

博士研究生：食品品質快速無損檢測技術及裝備 農產品質量檢測與控製

碩士研究生：近紅外光譜分析技術 小微型光譜儀器的集成和應用研究 食品與農產品品質快速無損檢測技術

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