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        五常大米中紅外光譜研究

        2021-04-09 07:38:12杜林楠郭麗霄夏玉鳳趙宇亮杜建會王曉萱吳夢謠鹿永鑫
        煤炭與化工 2021年2期
        關(guān)鍵詞:研究

        杜林楠,郭麗霄,夏玉鳳,趙宇亮,杜建會,王曉萱,吳夢謠,鹿永鑫

        (1.石家莊學院 化工學院,河北 石家莊 050035;2.河北中原工程項目管理有限公司,河北 石家莊 050000;3.河北師范大學,河北石家莊 050000;4.河北醫(yī)科大學 第二醫(yī)院,河北 石家莊 050000;5.石家莊科技職業(yè)學院,河北 石家莊 050000)

        0 引 言

        五常大米,顆粒飽滿,質(zhì)地堅硬,色澤清白透明,飯粒油亮,香味濃郁,是中國國家地理標志產(chǎn)品。五常大米優(yōu)異的品質(zhì)與其特殊的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。中紅外(MIR) 光譜主要應(yīng)用于化合物分子的結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域,變溫中紅外(TD-MIR) 則廣泛應(yīng)用于化合物的熱穩(wěn)定性研究領(lǐng)域,但五常大米的相關(guān)研究少見報道。

        分別開展了五常大米的MIR 光譜及TD-MIR光譜的研究,并進一步探索研究了溫度變化對于五常大米分子結(jié)構(gòu)的影響。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        五常大米:產(chǎn)地為黑龍江省五常市,鼎栗農(nóng)業(yè)科技河北有限責任公司生產(chǎn),石家莊市長安區(qū)永輝超市長安萬達店出售。

        1.2 儀器及操作方法

        (1) 傅里葉紅外光譜儀:Spectrum 100 型,美國PE 公司生產(chǎn)。

        (2) ATR-FTIR 附件:Golden Gate 型,英國Specac 公司生產(chǎn)。

        (3) ATR-FTIR 變溫控件:WEST 6100+型,英國Specac 公司生產(chǎn)。

        1.3 紅外光譜數(shù)據(jù)獲得及圖形處理

        MIR 光譜和TD-MIR 光譜的數(shù)據(jù)采用Spectrum v 6.3.5 軟件進行分析處理。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 大米MIR 光譜研究

        在溫度為303 K 條件下,開展了五常大米的一維MIR 光譜和二階導數(shù)MIR 光譜的研究。

        五常大米MIR 光譜如圖1 所示。

        圖 1 五常大米 MIR 光譜Fig.1 MIR spectrum of Wuchang rice

        由圖1(a) 可以得出以下結(jié)論。

        (1) 在 3 290.33 cm-1頻率處所對應(yīng)的吸收峰歸屬于五常大米OH 伸縮振動模式(νOH-五常大米-一維)。

        (2) 在2 928.97 cm-1頻率處所對應(yīng)的吸收峰歸屬于五常大米 CH2不對稱伸縮振動模式 (νasCH2- 五常大米- 一維)。

        (3) 在1 638.20 cm-1頻率處所對應(yīng)的吸收峰歸屬于五常大米蛋白質(zhì)酰胺Ⅰ帶模式(ν酰胺-Ⅰ-五常大米-一維)。

        (4) 在1 545.67 cm-1頻率處所對應(yīng)的吸收峰歸屬于五常大米蛋白質(zhì)酰胺Ⅱ帶模式(ν酰胺-Ⅱ-五常大米-一維)。

        (5) 在997.67 cm-1頻率處所對應(yīng)的吸收峰歸屬于五常大米 C-O 伸縮振動模式 (νC-O-五常大米-一維)。

        由圖1(b) 可以得出。

        五常大米的二階導數(shù)MIR 光譜譜圖的分辨能力并沒有顯著提高。

        (1) 在2 931.89 cm-1頻率處所對應(yīng)的吸收峰歸屬于五常大米CH2不對稱伸縮振動模式(νasCH2- 五常大米- 二階導數(shù))。

        (2) 在1 638.80 cm-1頻率處所對應(yīng)的吸收峰歸屬于五常大米蛋白質(zhì)酰胺Ⅰ帶模式(ν酰胺-Ⅰ-五常大米 - 二階導數(shù))。

        (3) 在 1 076.51、1 047.93 和 1 015.83 cm-1率處所對應(yīng)的吸收峰歸屬于五常大米C-O 伸縮振動模式 (νC-O-五常大米-二階導數(shù))。

        2.2 五常大米TD-MIR 光譜研究

        2.2.1 五常大米一維TD- MIR 光譜研究

        在303 ~393 K 溫度范圍內(nèi),開展了五常大米的一維TD-MIR 光譜的研究。

        五常大米一維TD-MIR 光譜如圖2 所示。

        圖 2 五常大米一維 TD- MIR 光譜Fig.2 One-dimensional TD-MIR spectrum of Wuchang rice

        由圖2 可以得出以下結(jié)論。

        (1) 隨著測定溫度的升高,五常大米νOH-五常大米-一維對應(yīng)的吸收頻率發(fā)生了藍移,五常大米νC-O-五常大米-一維對應(yīng)的吸收頻率發(fā)生了紅移,五常大米 νasCH2- 五常大米- 一維、ν酰胺 -Ⅰ- 五常大米 - 一維和 ν酰胺 -Ⅱ-五常大米-一維對應(yīng)的吸收頻率沒有發(fā)生規(guī)律性的改變。

        (2) 隨著測定溫度的升高,五常大米νOH-五常大米-一維對應(yīng)的吸收強度減少,五常大米 ν酰胺-Ⅱ-五常大米-一維和 νC-O-五常大米-一維對應(yīng)的吸收強度增加,而五常大米 νasCH2- 五常大米- 一維和 ν酰胺 -Ⅰ- 五常大米 - 一維 對應(yīng)的吸收強度基本不變。

        在303 ~393 K 溫度范圍內(nèi),五常大米其它官能團的一維TD-MIR 光譜數(shù)據(jù)見表1。

        表1 五常大米的一維TD-MIR 數(shù)據(jù)Table 1 Datas of one-dimensional MIR spectrum of Wuchang rice

        續(xù)表

        2.2.2 五常大米二階導數(shù)TD- MIR 光譜研究

        在303 ~393 K 溫度范圍內(nèi),開展了五常大米的二階導數(shù)TD-MIR 光譜的研究。

        五常大米二階導數(shù)TD-MIR 光譜如圖3 所示。

        圖 3 五常大米二階導數(shù) TD- MIR 光譜Fig.3 TD-MIR spectrum of Wuchang rice

        由圖3 可以看出:隨著測定溫度的升高,五常大米 νasCH2- 五常大米- 二階導數(shù)、ν酰胺 -Ⅰ- 五常大米 - 二階導數(shù)和νC-O-五常大米-二階導數(shù)所對應(yīng)的吸收頻率沒有發(fā)生明顯的改變。

        在303 ~393 K 溫度范圍內(nèi),五常大米其它官能團的二階導數(shù)TD-MIR 光譜數(shù)據(jù)見表2。

        表2 五常大米二階導數(shù)TD-MIR 光譜數(shù)據(jù)Table 2 Datas of second derivative TD-MIR spectrum of Wuchang rice

        續(xù)表

        3 結(jié) 語

        五常大米的紅外吸收模式包括 νOH-五常大米、νasCH2- 五常大米、ν酰胺 -Ⅰ- 五常大米、ν酰胺 -Ⅱ- 五常大米和 νC-O-五常大米。隨著測定溫度的升高,五常大米主要官能團對應(yīng)的吸收頻率和強度都有一定的改變,而五常大米的熱穩(wěn)定性進一步降低。

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