灵武长枣蔗糖含量的高光谱无损检测

作者: 科技  发布:2019-12-04

  灵武长枣是宁夏独有的鲜食枣品种,富含维生素、矿物质。枣果实具有食疗作用,可当作补血药和保健补血剂。糖度是评价枣品质的首要指标和长枣中重要的风味物质,影响着枣果实的成熟度。枣内部的糖分主要为蔗糖、果糖和葡萄糖,而果实中糖累积的最主要形式是蔗糖,在酶的作用下可转化成其他2 种糖。糖含量的传统检测方法有折射仪、糖度计、蒽酮法等,属于有损检测且费时费力。需寻找一种无损且快速测定果品糖含量的方法,对于完善长枣品质评价有重大的现实意义。

  宁夏大学农学院,农产品无损检测实验室的程丽娟、刘贵珊、何建国*等人以灵武长枣为研究对象,利用可见-近红外高光谱采集长枣图像并建模分析,优选最佳模型,为更深一步探讨灵武长枣的内部品质提供参考。

  在675 nm波长附近,光谱反射值达到最低,是由于长枣样本的C—H伸缩振动;900~1000 nm之间的吸收峰主要由灵武长枣内部水分的吸收引起,该波段为水中O—H基团的二倍频特征吸收峰。

  结果可知,共检测出4 个异常样本,分别为:3号、16号、123号、138号样本,剔除异常样本后,相关系数RC由0.611增大到0.846,RMSECV由0.023 mg/g减小到0.021 mg/g。

  使用不同预处理方法,模型的稳健性和模型性能均发生不同程度上的改变,所用预处理方法建立的PLSR模型中,校正集的相关系数RC均在0.8~0.9范围内且基本接近,但是预测集的相关系数Rp差异较大,其中,经OSC预处理之后模型所建立的PLSR预测模型参数最优,校正集和原始光谱相差不大,预测集有着更高的相关系数和更低的均方根误差,模型相关系数Rc为0.853、Rp为0.794。

  SP是一种消除变量共线性的算法,可以在很大程度上精简模型。采用SPA从125 个波段中选出了5 个最优波长数。分别为401、410、425、439、723 nm,特征波长占总波长的4%。

  选择特征波长时内部信息认为是无用信息而被消除,外面的信息为有用信息,相对应的波长被选择为特征波长。用此方法共选取21 个特征波长,分别为401、415、607、612、617、622、627、641、646、651、694、795、843、847、895、900、915、919、939、963、972 nm,特征波长占总波长的24.8%。

  以147 个灵武长枣为研究对象,利用可见-近红外高光谱灵武长枣光谱图像,提取反射光谱;对剔除异常样本后的光谱使用7 种预处理,采用OSC方法对光谱预处理得到模型的效果最好,Rc和Rp分别为0.853和0.794,说明预处理方法对原始光谱进行正交信号校正处理可以降低噪音,获取更多的有用信息信息,提高建模效果;利用SPA、UVE、CARS、CARS+SPA和CARS+UVE三种方法提取了5、21、17、10、18 个特征变量,占全波段的4%、24.8%、13.6%、8%、14.4%,对PLSR、PCR、MLR方法建立的18 种模型对比分析,结果发现,全波段模型效果差,可能是全波段光谱中包含了大量与长枣蔗糖含量无关的光谱信息;OSC-CARS-PCR方法建立的模型效果最好,Rc、Rp分别为0.861和0.843,RMSEC和RMSEP分别为0.013 mg/g和0.014 mg/g。综上,利用高光谱图像技术结合化学计量学方法实现长枣蔗糖含量的无损检测具有可行性,为进一步完善长枣品质评价提供依据。

  本文《灵武长枣蔗糖含量的高光谱无损检测》来自于《食品科学》2019年40卷10期 285-291页,作者:程丽娟、刘贵珊、何建国、杨晓玉、万国玲、张 翀、马 超。DOI:10.7506/spkx0508-119。

  为进一步推动食品科学的发展,带动食品产业的技术创新,更好的保障人类身体健康和提高生活品质,北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志,将与国际谷物科技学会(ICC)、浙江大学生物系统工程与食品科学学院、浙江工商大学食品与生物工程学院、浙江工业大学海洋学院、浙江海洋大学食品与医药学院、浙江农林大学农业与食品学院、宁波大学食品与药学学院、浙江树人大学生物与环境工程学院、华美食品学会(CAFS)共同于2019年8月1-4日在浙江杭州和宁波举办“第四届食品科学与人类健康国际研讨会”。

  在此,我们诚挚的邀请您出席本次国际研讨会,共聚人脉、共享资源、共谋发展!

本文由www68399.com皇家赌场于2019-12-04日发布