０引言

环己基氨基磺酸钠又被称为甜蜜素，是一种食品添加剂．环己基氨基磺酸钠的甜度是蔗糖的３０多倍，但其价格却只是蔗糖的３倍左右，并且与糖精相比用量稍多时不会出现味道变苦的问题，因此被广泛应用于饼干、辣条、果汁、冰激凌、糕点等食品和牙膏、漱口水、唇膏等生活用品中．研究表明，食品中过量添加环己基氨基磺酸钠会危害人体的健康，所以环己基氨基磺酸钠的含量检测对于保证食品安全具有重要意义．目前，环己基氨基磺酸钠的检测方法主要有薄层层析法、色谱法、原子吸收光谱法，但这些方法操作起来都较为复杂，且可能会对待测物造成一些损伤；因此，研究一种快速、便捷、无损的环己基氨基磺酸钠检测技术具有重要的实际意义．

ＴＨｚ电磁波一般指的是频率在０．１～１０ＴＨｚ（波长在０．０３～３ｍｍ）范围之间的电磁辐射，它处于微波和红外光之间，而许多物质分子的振动和转动能级也在这一波段里；因此，当太赫兹波和物质相互作用时，其ＴＨｚ光谱里也会包含这些物质的结构、成分等信息．另外，由于太赫兹射线的能量低于大部分生物组织的化学键键能，所以一般不会对其造成电离损伤，可实现无损分析和检测．因此，本文利用ＴＨｚ－ＴＤＳ技术对不同质量比例的环己基氨基磺酸钠和小麦粉的混合样品进行检测，通过对相应的时域光谱、频域光谱、折射率谱和吸收谱数据进行处理和分析，提出一种定量、无损的环己基氨基磺酸钠含量检测方法．

１实验部分

１．１样品制作及实验仪器

采用压片法制备样品．首先，利用分析天平按相应的质量比例分别称量环己基氨基磺酸钠和小麦粉．其次，将称好质量的样品粉末倒入离心管内，用ＸＨ－Ｃ型涡旋混合器进行充分混合．再其次，将按比例混合均匀的样品粉末倒入压片模具当中，利用ＨＹ－１２型粉末压片机在１０ＭＰａ的压强下压成圆形薄片．压片时间大约３ｍｉｎ，脱模成型后的样品直径为１３ｍｍ，样品表面光滑且前后平行，没有破损．最后，将圆形样品分别装入ＰＥ自封袋内，并贴上标签标明相应的质量比例和样品厚度．共制作９种不同质量比例的环己基氨基磺酸钠和小麦粉的混合物样品，其中环己基氨基磺酸钠的质量比例分别为０％、１％、５％、１０％、２０％、４０％、６０％、８０％、１００％．各个样品的厚度如表１所示．实验仪器采用ＭｅｎｌｏＳｙｓｔｅｍｓ公司的ＴＥＲＡＳＹＮＣＴＨｚ－ＴＤＳ仪（见图１），其透射式ＴＨｚ－ＴＤＳ系统的示意图如图２所示．由飞秒激光器发出中心波长为１５６０ｎｍ、重复频率约为１００ＭＨｚ的激光．激光分成两束：一束通过光纤传输到发射极天线上，产生ＴＨｚ脉冲波（ＴＨｚ波穿过待测物后传输到探测极天线上）；另外一束激光作为探测光，也通过光纤传输与携带待测物信息的ＴＨｚ波汇聚在探测极天线上，产生光电流．最后将不同采样时刻的光电流通过放大器放大，再经过Ａ／Ｄ转换后将数据传送给计算机，由此得到ＴＨｚ－ＴＤＳ波形．

１．２数据采集和处理方法

首先利用实验系统分别测量未放置样品时和放置样品后的ＴＨｚ－ＴＤＳ．将未放置样品时测得的ＴＨｚ信号称为参考信号，放置样品后测得的ＴＨｚ信号称为样品信号．对测得的ＴＨｚ－ＴＤＳ分别进行快速傅立叶变换，得到相应的频域光谱．再结合测量的样品厚度等信息对参考信号和样品信号进行分析和计算，得到样品的折射率和吸收系数等光学参数．折射率ｎ（ν）的计算公式为ｎ（ν）＝ｃ（ν）２πνｄ＋１．（１）其中ν为频率，ｃ为光速，ｄ为样品厚度，（ν）为样品信号与参考信号的位相差．吸收系数α（ν）的计算公式为α（ν）＝－２ｄｌｎＨ（ν）［ｎ（ν）＋１］２４ｎ（ν），（２）其中Ｈ（ν）为样品信号和参考信号的幅值比．