亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于近紅外光譜特征譜區(qū)優(yōu)選方法的草莓內(nèi)部品質(zhì)檢測結(jié)果分析

        2023-06-29 23:29:49趙桂云宋白玉孫健陳寅范亞君
        中國食品 2023年4期
        關(guān)鍵詞:草莓光譜樣品

        趙桂云 宋白玉 孫健 陳寅 范亞君

        傳統(tǒng)的水果和食品品質(zhì)檢測技術(shù)有很多,但大多需要對檢測樣品進(jìn)行切片或者提取一部分樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察,這樣雖然可以達(dá)到一定的檢測效果,但是會破壞檢測對象的外形和內(nèi)在結(jié)構(gòu),且檢測的只是部分食品,不能代表整個(gè)食品的成分和其他性狀分布情況。近紅外區(qū)域?qū)儆谌藗冏钤绨l(fā)現(xiàn)的非可見光區(qū)域,近紅外光是一種處于可見光和中紅外光之間的電磁波,距今已經(jīng)有200多年的發(fā)展歷史。目前,近紅外光譜技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用,能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)食品檢測技術(shù)的不足,實(shí)現(xiàn)對食品全面、系統(tǒng)地檢測,為相關(guān)食品的品質(zhì)鑒定打好基礎(chǔ)。基于此,本文闡述了這一技術(shù)的基本原理及優(yōu)勢,并通過實(shí)驗(yàn)來分析近紅外光譜技術(shù)在草莓內(nèi)部品質(zhì)檢測中的具體應(yīng)用。

        一、近紅外光譜技術(shù)概述

        1.近紅外光譜技術(shù)的基本原理。近紅外光譜通常在材料吸收光能以促進(jìn)分子振動從基態(tài)轉(zhuǎn)變到更高能級時(shí)進(jìn)行,其記錄了分子化學(xué)鍵基頻振動的倍頻和頻率組合信息,以含氫基團(tuán)的倍頻和頻率重疊為主,測量對象一般是氫族X-H族振動的倍頻和組合頻率吸收。不同基團(tuán)在近紅外區(qū)的吸收位置不同,基團(tuán)的數(shù)量、基團(tuán)的性質(zhì)以及氫鍵的存在都會影響光譜峰的位置和強(qiáng)度,因此,近紅外光譜和化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的結(jié)合可以確定與化學(xué)樣品有關(guān)的一些性質(zhì),如濃度、酸度等。

        2.近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。近紅外光譜技術(shù)是通過對樣品不同有機(jī)組分在紅外光譜區(qū)域的最強(qiáng)吸收波長差異,以及吸收的強(qiáng)度和有機(jī)成分呈線性關(guān)系作定量分析,再對樣品的組分含量與其近紅外光譜特征開展回歸分析,構(gòu)建定標(biāo)模型,從而對含有同一種有機(jī)組分的樣品作定量評估。其應(yīng)用優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,不需要預(yù)先進(jìn)行樣品處理和預(yù)處理,所以不會破壞樣品本身的形態(tài)和內(nèi)部組織。第二,近紅外光譜圖可以提供大量信息,還能同時(shí)對多種成分進(jìn)行分析,對樣品品質(zhì)進(jìn)行多方位評價(jià)。第三,與一般檢測技術(shù)相比,近紅外光譜檢測技術(shù)的分析速度更快,對一般樣品的品質(zhì)檢測一般在1分鐘之內(nèi)就能完成,可以實(shí)現(xiàn)在線分析并得出結(jié)果。第四,不需要使用有機(jī)溶劑,也沒有污染物產(chǎn)生,對樣品不會造成污染,且近紅外光光子能量弱,不會造成人體損傷,是一種綠色健康的檢測技術(shù)。第五,對于測試人員的要求不高,操作簡單方便,一學(xué)就會,對于固態(tài)、液態(tài)以及膠狀等樣品都可以直接進(jìn)行檢測,且應(yīng)用成本不高。

        二、近紅外光譜技術(shù)在

        草莓品質(zhì)檢測中的具體應(yīng)用

        草莓感官品質(zhì)無損檢測技術(shù)是一種基于近紅外光譜的草莓感官品質(zhì)評價(jià)方法,評價(jià)結(jié)果客觀,不受審核者的主觀影響。具體實(shí)驗(yàn)程序包括:獲取草莓樣品并分組;創(chuàng)建一個(gè)模糊數(shù)學(xué)評估系統(tǒng),評估第一組樣品的感官品質(zhì);對第一組樣品進(jìn)行理化檢驗(yàn);審查關(guān)鍵指標(biāo);開發(fā)用于感官質(zhì)量水平的Fisher判別模型;對第二組樣品進(jìn)行近紅外光譜分析,獲得近紅外光譜數(shù)據(jù);確定第二組樣品的顯著性;開發(fā)基于近紅外光譜的關(guān)鍵參數(shù)定量預(yù)測模型;采用基于近紅外光譜的草莓感官品質(zhì)評價(jià)模型,對草莓感官品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)。

        1.草莓糖含量檢測。在高品質(zhì)的草莓中,糖的含量決定了其甜味和口感,所以糖含量是檢測草莓質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。水果的含糖量一般通過糖度計(jì)來檢測,但卻需要很多時(shí)間,而且糖度計(jì)必須放入水果中,這會破壞水果的結(jié)構(gòu),而且糖度分布不一定一致,因此這種方法不能檢測水果中的所有糖分。采用近紅外光譜技術(shù)對草莓進(jìn)行輻照,在200-1100nm波長范圍內(nèi),采用偏最小二乘法(PLS)建立糖含量分析模型,不但預(yù)測精度和評估精度較高,而且檢測誤差也小。

        2.草莓酸度檢測。草莓種子中含有許多有機(jī)酸、無機(jī)酸和酸式鹽等化合物,如檸檬酸和酒石酸。酸度會直接影響草莓的品質(zhì),因此是檢驗(yàn)草莓品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。草莓中酸性化合物的含量會隨著果實(shí)的發(fā)育而發(fā)生改變,因此在利用近紅外光譜檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用偏最小二乘法(PLS)建立酸度分析模型,可以檢測草莓的酸度,以確定草莓的口感。

        3.草莓硬度檢測。硬度是判斷果實(shí)成熟度和采摘時(shí)間的重要指標(biāo),也是衡量草莓等果實(shí)品質(zhì)和貯藏的重要指標(biāo)。采用近紅外光譜技術(shù)來檢測草莓的硬度,可以獲得理想的檢測結(jié)果。在PLS法(偏最小二乘法)改進(jìn)的基礎(chǔ)上,可以建立草莓硬度檢測模型,檢測精度高,技術(shù)可行性強(qiáng)。同時(shí),使用近紅外光譜檢測技術(shù),可以真正實(shí)現(xiàn)無接觸的檢測目標(biāo),大大提升對于草莓品質(zhì)的檢測效率。

        4.草莓可溶性固形物檢測。草莓中的可溶性固形物含量是評價(jià)草莓成熟度、內(nèi)在品質(zhì)和加工特性的重要指標(biāo),包括糖、酸、維生素等物質(zhì)。利用近紅外漫反射光譜技術(shù)(NIDRS)建立草莓中可溶性固形物含量的檢測模型,可以獲得較好的預(yù)測結(jié)果??紤]到草莓是一種不易存放和運(yùn)輸?shù)乃?,對其可溶性固形物含量進(jìn)行檢測是為了更好地判斷草莓的成熟程度、確定草莓的口感,而應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對草莓的無損檢測,避免對草莓個(gè)體產(chǎn)生損傷,檢測后的草莓依然完好無損,可以繼續(xù)售賣。在對草莓產(chǎn)品的深加工中,也可以應(yīng)用近紅外光譜技術(shù)對其可溶性固形物含量進(jìn)行檢測,確定不同的加工方式對于草莓中可溶性固形物的破壞程度,進(jìn)而找到草莓中可溶性固形物的有效保留加工方式,最大限度地保留草莓的營養(yǎng)成分和口感,更好地滿足消費(fèi)者需求。

        三、基于近紅外光譜特征譜區(qū)優(yōu)選方法的草莓內(nèi)部品質(zhì)檢測結(jié)果分析

        1.材料與方法。選擇所在地區(qū)的90個(gè)奶油草莓作為實(shí)驗(yàn)樣本,這些樣本來自于草莓種植園的多個(gè)大棚內(nèi),再選取其他產(chǎn)地的奶油草莓130個(gè),對于這些樣品草莓進(jìn)行大小、熟度以及果色等品質(zhì)檢測。將樣本草莓分別取出一些,放置在測量杯中,實(shí)驗(yàn)使用的是德國MPA型號的近紅外光譜儀,實(shí)驗(yàn)中保持溫度恒定,再對樣本草莓進(jìn)行近紅外光譜掃描。在各個(gè)草莓樣品赤道上均勻選取三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行掃描,具體掃描范圍為4000-125000cm-1,分辨率為8cm-1。掃描完成后,通過OPUS化學(xué)計(jì)量學(xué)分析軟件來對掃描中獲取的光譜進(jìn)行處理。

        2.結(jié)果與分析。草莓的成分比較復(fù)雜,但大部分化學(xué)組分的區(qū)別并不明顯,相應(yīng)的近紅外光譜用肉眼觀察起來也沒有太大差別,所以無法直接從譜圖中對不同草莓樣品的差異進(jìn)行準(zhǔn)確識別。從樣品檢測中得到的近紅外光譜圖來看,因?yàn)闃悠凡葺痪鶆?、儀器噪音以及光散熱等因素的干擾,所以需要對原始近紅外光譜圖進(jìn)行干擾消除的預(yù)處理,這樣才能確保預(yù)測的精度以及準(zhǔn)確性。本研究中主要使用線性補(bǔ)償差減法、矢量歸一化等處理方法對近紅外光譜圖進(jìn)行預(yù)處理,最后得到理想的光譜圖進(jìn)行建模。

        (1)聚類分析。先對不同樣品草莓的近紅外光譜圖完成預(yù)處理,再通過二階導(dǎo)數(shù)以及點(diǎn)數(shù)條件預(yù)處理等,對完成處理后的草莓近紅外光譜實(shí)施聚類,然后采取因子化法來進(jìn)行分析,因子數(shù)為6,將第二主成分PC2作為X軸,第三成分PC4作為Y軸,第四成分PC3為Z軸,再對3D形式的得分圖進(jìn)行聚類分析,具體如圖1所示。

        由圖1可見,通過應(yīng)用因子化分析的聚類分析法,能夠?qū)颖静葺慕t外光譜劃分為兩類,其中綠色表示一個(gè)區(qū)域的草莓樣品光譜圖,紅色表示另一區(qū)域的草莓樣品光譜圖。光譜的距離讓譜圖相似度得以明確,光譜距離增加,其對應(yīng)的譜圖差別也不斷增大。由此可見,所在地區(qū)的草莓和其他地區(qū)的草莓成分差異較大,這里的區(qū)分度越高,表示其準(zhǔn)確度越大。根據(jù)聚類分析,所在地區(qū)90個(gè)樣品草莓和其他地區(qū)樣品草莓的區(qū)分度較高,達(dá)到100%,測試準(zhǔn)確率達(dá)到97%以上。

        (2)合格性測試。對于各個(gè)波長吸收值的平均以及標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行計(jì)算,平均值加標(biāo)注偏差影響著光譜范圍的置信范圍,先對特定產(chǎn)品可接受光譜波長進(jìn)行確定,再對被測試樣品草莓的光譜圖在普區(qū)內(nèi)的位置進(jìn)行檢查,判斷其是否在置信范圍內(nèi)。如果超出這個(gè)范圍,則表示被測試草莓樣品和參考樣品不是同一類;如果小于等于這個(gè)范圍,則表示它們是一類的。針對各個(gè)波長計(jì)算樣品和參考樣品平均值偏差進(jìn)行計(jì)算,對于相關(guān)波長的均值絕對偏差進(jìn)行加權(quán)處理,得出相對的偏差結(jié)果,也就是置信吸收,這種測試對于特定產(chǎn)品品質(zhì)的把控至關(guān)重要。

        (3)主成分分析。具體的草莓成分表征能夠在一定程度上反映草莓的品質(zhì)、性狀、營養(yǎng)成分等,也能夠反映出草莓加工產(chǎn)品的營養(yǎng)損失、原料配比、工藝合理性等,因此對于草莓這類水果而言,成分是其最基本的分析要素。通過近紅外光譜技術(shù)對草莓成分進(jìn)行分析,蛋白質(zhì)是研究較多的部分,也是相關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)控制的一個(gè)重要因素;其次是水,這也是成分分析中的關(guān)鍵部分,對于一些干性物料而言是必要的儲存控制因素和價(jià)值影響因素;此外,還有脂肪、糖、維生素等成分測定,是為了讓產(chǎn)品和消費(fèi)者的需求達(dá)到一致,更好地滿足消費(fèi)者對于產(chǎn)品口感、感官、營養(yǎng)等的需求。通過近紅外光譜技術(shù)對草莓成分進(jìn)行測定從而呈現(xiàn)草莓的營養(yǎng)情況,實(shí)現(xiàn)對草莓品質(zhì)的有效判斷,掌握草莓的熟度、甜度、硬度等特征,讓消費(fèi)者在購買前就對產(chǎn)品有一定的了解,從而更好地判斷是不是自己想要的產(chǎn)品、相關(guān)產(chǎn)品性能是否達(dá)到自己的預(yù)期要求。

        綜上所述,傳統(tǒng)的草莓等水果檢測方法耗時(shí)長、成本高、效率低,使用近紅外光譜檢測技術(shù)對草莓內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行檢測則能夠解決上述問題。目前,近紅外光譜檢測技術(shù)在草莓檢測中的應(yīng)用范疇較廣,能夠在無損的前提下,實(shí)現(xiàn)對于草莓的硬度、甜度、酸度、固形物等的準(zhǔn)確檢測,還能對比不同地區(qū)草莓品質(zhì)的差異,得出最理想的草莓種植地,為開展草莓內(nèi)部品質(zhì)的快速檢測提供有效的技術(shù)和方法支持。

        基金項(xiàng)目:2020年江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院校企合作項(xiàng)目“基于近紅外和阻抗譜信息融合的草莓品質(zhì)無損檢測技術(shù)研究”(2020kj034)。

        作者簡介:趙桂云(1983-),女,山東齊河人,講師,碩士研究生,研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

        猜你喜歡
        草莓光譜樣品
        基于三維Saab變換的高光譜圖像壓縮方法
        免費(fèi)送樣品 滿意再合作
        免費(fèi)送樣品 滿意再合作
        免費(fèi)送樣品 滿意再合作
        草莓
        星載近紅外高光譜CO2遙感進(jìn)展
        空腹吃草莓
        采草莓
        苦味酸與牛血清蛋白相互作用的光譜研究
        一種新型深空探測樣品封裝技術(shù)
        航天器工程(2014年5期)2014-03-11 16:35:54
        AV成人午夜无码一区二区| 69精品人妻一区二区| 亚洲加勒比无码一区二区在线播放| 国产精品久久久久亚洲| 女同舌吻互慰一区二区| 在线麻豆精东9制片厂av影现网| 亚洲码国产精品高潮在线 | 亚洲国产精品第一区二区| aaa毛片视频免费观看| 亚洲美女主播一区二区| 日韩中文字幕在线观看一区 | 成人国产一区二区三区| 国产顶级熟妇高潮xxxxx| 亚洲av无码成人网站www | 午夜国产精品视频在线观看| 亚洲av久久久噜噜噜噜| 亚洲精品国产成人AV| 毛片av中文字幕一区二区| 美女和男人一起插插插| 午夜免费电影| 国产麻豆精品一区| av天堂精品久久久久| av一区二区三区有码| 日韩精品免费一区二区三区观看 | 被黑人猛躁10次高潮视频| 国内无遮码无码| 99亚洲女人私处高清视频| 欧美做受又硬又粗又大视频| 国产精品污www一区二区三区| 精品久久久久久无码不卡 | 国产在线a免费观看不卡| 亚洲欧洲成人a∨在线观看| 狠狠躁夜夜躁人人爽天天天天97| 久久精品国产久精国产69| 男人天堂亚洲天堂av| 国产午夜福利片| 巨臀中文字幕一区二区| 人妻熟女妇av北条麻记三级| 国产一级内射视频在线观看| 亚洲高潮喷水无码av电影| 亚洲色大成网站www在线观看|