1. 研究目的与意义
小米原产于中国，又称粟米、粟谷、谷子，是我国北方地区重要的粮食作物，被广泛种植。它营养丰富，含有丰富蛋白质、脂肪、维生素;风味香甜，煮作小米粥，易于消化，老人小孩都可以食用，对孩子能够促进身体发育，对老人有良好的保健效果。小米作为中国古老的栽培作物之一[1]，原产于中国黄河流域，是我国传统的栽培作物，能够抗害虫，生长周期短,能够适应干旱贫瘠的土壤，从古至今已经有几千年的历史了，目前我国东北、华北和西北各地区种植较多[2]。谷子去皮后的籽粒即为小米，小米有蛋白质、脂肪、淀粉、维生素和矿物质等多种对人体有益的营养成分，食疗保健功能强大[3-8]。随着人民生活水平的提高以及生活条件不断优化，人们对小米的品质，特别是在小米的食用风味上有更高的要求。消费者对小米的第一感官认识便是小米的食味、谷子籽粒色泽、米粒一致性、外观光泽、气味等。因此，对小米的检测分析就显得尤为重要。拉曼光谱作为一种检测手段，是一种分子非弹性散射光谱。从拉曼光谱中可以得到分子振动能级与转动能级结构的信息，是一种重要的分子结构信息表征的分析工具。由于拉曼光谱是一种散射光谱，与其他的振动光谱例如红外（IR）和近红外（NIR）相比，拉曼光谱有几个显著的优点。拉曼光谱的测量简单;对含水样品不敏感，可以直接进行固体、液体、气体、胶状物的检测。同时，拉曼光谱具有较好的特异性和选择性，可以用来鉴别一些结构相似的化合物，可以对差异性较小的样品进行检测。因此，使用拉曼光谱技术，我们有望对不同产地的小米进行快速鉴别。
2. 研究内容和预期目标
研究内容： 1.对不同产地及品种的小米的拉曼光谱进行主成分分析
2.基于拉曼光谱对小米蛋白成分和直链淀粉含量进行预测
拟解决的问题：拉曼光谱信息采集及分析处理
3. 国内外研究现状
如今，生产力不断发展，吃饱喝足已经不再是人们的第一追求，食品营养价值，更加受到关注。小米，与大米同为粮食作物，因其营养成分丰富，营养价值更是大米四倍之多，人们的目光便从大米转移到小米的身上。很多学者也加入到小米的营养成分、保健功能及其检测技术的研究上来。2011年，张克勤等 [9]人运用X射线荧光光谱分析法(XRF)和激光拉曼光谱法(Raman),测定了小米、玉米、黄米、大米和小麦5种常用主食(五谷)中营养成分及钾、镁、钙、铁、锌、锰、铝、铜等多种微量元素的含量。到2017年，张卓敏等[10]利用双波长分光光度法和国标方法测定了黑龙江省小米中粗淀粉、直链淀粉、支链淀粉、脂肪、粗蛋白、灰分及矿物质含量。同年，李暮男等[11]对小米中的营养成分以及其保健功能方面进行了研究，发现小米有助消化、软化血管、降血压、提高免疫力、滋补、抗脂肪肝、安眠、抑菌等功效。2019年冯耐红等[12]以山西主推品种小米为原料，不仅测定该品种小米中水分、蛋白、脂肪、碳水化合物等营养成分，还利用超高效液相色谱仪测定了其氨基酸，并对其氨基酸组分进行评价。2020年，Anis Mohammed A等[13]人的研究结果表明谷子作为功能性食品中的一种成分，在控制蛋白糖化相关的糖尿病并发症方面具有潜在的应用价值；KehuLi[14]对淀粉的理化性质进行了表征，包括表观直链淀粉含量(AAC)、凝胶质构特性、快速粘度分析仪(RVA)的糊化粘度特性、热特性和回生特性。
拉曼光谱，是一种散射光谱。因其便捷、快速、操作简单等特点，正在被广泛应用。将拉曼光谱技术应用食品检测上面的研究层出不穷。
2010年国外学者Umesh P. Agarwal[15,16]证明可以用拉曼光谱测量纤维素结晶度，2014年以樟子松木材为材料进行研究发现，在拉曼光谱中，在切向面上和径向面上取样的块体之间观察到的结晶度是相似的。2016年，马建锋、杨淑敏等[17]利用拉曼光谱仪较高的分辨率及无损检测的特点，多尺度研究了天然纤维素复杂分子链及聚集态结构。除了将拉曼光谱应用于对纤维素的检测之外，2019年沙敏等[18]选购72份大米样品,用拉曼光谱技术建立快速分类模型并实现大米种类的鉴定与识别。因为传统检测费时费力，面对食品掺假等情况时显得压力很大。吴燕等[19]采用显微共聚焦拉曼光谱技术,对大米光谱与其他掺假材料进行拉曼光谱鉴别,以获得大米的拉曼特征峰。
4. 计划与进度安排
研究计划：
2022年1月5日——2022年1月15日撰写开题报告2022年1月7日——2022年3月25日做实验及完成数据处理
2022年3月25日——2022年4月15日 撰写论文初稿
5. 参考文献
[1]朱志华,李为喜,刘方,等.谷子种质资源品质性状的鉴定与评价[J].杂粮作物,2004,24(6):329-331.
[2]王军锋,周显青,张玉荣.小米的营养特性与保健功能及产品开发[J]. 粮食加工, 2012, 37(3): 60#61485;63.
[3]张超,张晖,李冀新.小米的营养以及应用研究进展[J].中国粮油学报,2007,22(1):51-55,78.
[4]赵陈勇,王常青,许洁,等.小米谷糠油降血脂和抗氧化作用的研究[J].中国粮油学报,2012,27(7):67-70.
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