中红外在线监测技术在黑曲霉发酵过程中的应用

• 作者: 储炬 史梦菲 庄英萍 杭海峰 林伟璐 赵伟
• 来源期刊: 食品科技
• 学科: 工学
• 关键词: 中红外 偏最小二乘法 衰减全反射 在线监测 黑曲霉发酵
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 食品安全与检测篇
• 页码范围: 288-295
• 页数: 8页
• 分类号: TS201.3
• 语种: 中文

摘要

利用傅里叶变换中红外光谱结合衰减全反射(FT-MIR-ATR)分析技术,经全因子设计的标准液图谱通过偏最小二乘法(Partial least squares,PLS)建立模型,获得快速、在线监测黑曲霉发酵过程中葡萄糖和葡萄糖酸钠质量浓度的方法.结果显示:模型的葡萄糖校正集误差均方根(Root mean square error of calibration,RMSEC)和验证集误差均方根(Root mean square error of validation,RMSEV)为0.96、1.71 g/L,相似系数(R2)分别是1.000、0.999,葡萄糖酸钠的RMSEC和RMSEV为2.67、1.59 g/L,R2分别是0.999、0.999.在线监测黑曲霉发酵过程中,预测葡萄糖的预测误差均方根(Root mean square error of prediction,RMSEP)为3.24 g/L,相对误差为2.21％,葡萄糖酸钠RMSEP为4.03 g/L,相对误差为2.77％,表明模型具有一定的预测准确性和稳定性,FT-MIR-ATR技术能准确地在线预测底物与产物的质量浓度,用于指导黑曲霉发酵过程.利用上述技术对不同初始葡萄糖浓度与不同耗糖速率、产物合成速率之间的关系开展研究,结果表明初始葡萄糖质量浓度为300g/L时,可获得最高的产物合成速率.