[發明專利]一種近紅外光譜測定雙孢蘑菇白度值的方法

無效

• 申請號: 201110371788.3
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102519903A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王娟;張榮芳;王相友;韓鑫
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種測定雙孢蘑菇白度值的光譜方法，特別是涉及一種近紅外光譜測定雙孢蘑菇白度值的方法。

背景技術

雙孢蘑菇是一種營養價值極高的食用真菌，其味道鮮美、營養豐富深受消費者的喜愛。我國雙孢蘑菇的栽培量位居世界首位。大部分雙孢蘑菇采摘后直接進入市場，未能進行品質分級，降低了商品價值；另一部分用于貯藏后銷售，但未能及時了解其貯藏期間品質的變化，造成不必要的經濟損失。褐變度是反映雙孢蘑菇質量的重要標志之一，且在運輸、貯藏及銷售期間具有重要意義。傳統的常規檢測方法是把雙孢蘑菇切開，再用色差計分別測定菇皮及菇肉的白度值來表示其褐變程度，造成極大地原料浪費。因此，如何有效、快速、無損地評價雙孢蘑菇的白度值成為菇農、雙孢蘑菇生產企業及貯藏加工部門的關注問題。

近紅外（Near?Infrared，NIR）光的波長范圍約為780～2500nm，是介于可見區與中紅外區之間的電磁波，通過與物質中有機分子的含氫基團X-H鍵的作用，形成有機分子的倍頻和合頻吸收光譜。根據這些近紅外吸收頻譜出現的位置、吸收強度等信息特征，結合數理統計對該成分作定性和定量分析。與常規分析相比，該項技術需要更多的化學計量學算法與軟件技術。隨著計算機技術的發展、化學計量學研究的深入及近紅外光譜儀器制造技術的日益完善，近紅外光譜分析技術得到飛躍發展。由于具有快速、無前處理、環保等特點而廣泛用于農產品、食品、化學、醫藥、石油等領域，從而成為90年代最引人注目的光譜分析技術。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種簡單、快速檢測雙孢蘑菇白度值的近紅外光譜方法及其應用。

本發明提供一種近紅外光譜測定雙孢蘑菇白度值的方法，包括以下步驟：1）收集雙孢蘑菇樣品；2）用色差計分別測得雙孢蘑菇菇皮及菇肉的白度值；3）采集雙孢蘑菇樣品的近紅外光譜圖；4）對所述近紅外光譜圖進行預處理，消除干擾因素，選擇波長范圍；5）分別建立雙孢蘑菇樣品菇皮與菇肉的白度值和近紅外光譜之間的校正模型并檢驗；6）采集待測樣品的近紅外光譜；7）用所建模型預測待測雙孢蘑菇菇皮及菇肉的白度值。

步驟1）所述雙孢蘑菇樣品的數量至少為80個，雙孢蘑菇樣品來源真實，并將雙孢蘑菇樣品隨機分為校正集樣品和驗證集樣品，其中，校正集樣品供建立校正模型用，驗證集樣品供檢驗模型用。

步驟2）所述用色差計測雙孢蘑菇白度值的方法為：采用SC-80?C?型全自動色差計測定，用標準陶瓷板（X=81.75,?Y=86.40,?Z=90.89）作為工作標準，測量雙孢蘑菇子實體表面、內部菇肉組織切面的白度值，用L表示，L=0為黑色，L=100為白色。

應用N-200近紅外品質分析儀采集雙孢蘑菇樣品，掃描次數為：78次；光譜掃描范圍：10000cm^-1～4000cm^-1，分辨率：2cm^-1，重復測定三次，取平均光譜。儀器自身所帶的具有NIRs收集、存儲、處理功能的軟件或其它公認統計軟件處理光譜圖，例如可采用NIRcal軟件。

對原始光譜進行預處理方法包括：一階導數、二階導數、多元散射校正、矢量歸一化等。這些方法可單獨使用或多個聯合使用，以達到最佳預處理效果。

建立NIR光譜與雙孢蘑菇白度值之間的校正模型的化學計量學方法包括：偏最小二乘法（PLS）、多元線性回歸（MLR）、主成分回歸（PCR）等。用相關系數（R²）、交互驗證標準偏差（RMSECV）或預測均方差（RMSEP）評價模型性能。

將化學值（即用色差計測得的數值，下同）輸入對應的樣品，結合光譜圖，用偏最小二乘法或其它化學計量學方法建立雙孢蘑菇白度值定量數學模型，以相關系數（R²）、交互驗證標準偏差（RMSECV）評價模型優劣。相關系數最大，標準差最小的模型，效果最佳。

相關系數??????????????????????????????????????????????????????，其中：Differ_i表示第i個樣品的化學值和NIR預測值之差，M為校正集樣品數，y_i為第i個樣品的化學值，y_m是m個樣品NIR預測值的平均值。

用驗證集樣本考察模型能否定量樣品，以預測標準差（RMSEP），以及用化學方法測定結果和NIR預測結果進行比較，檢驗兩種方法的差異顯著性，差異不顯著的說明該模型可以取代傳統方法。