[發明專利]一種基于近紅外光譜的中寧枸杞子判別方法

無效

• 申請號: 201310241860.X
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103353443A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 于修燭;高錦明;淡海;許春瑾;王長如
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于化學分析檢測領域，具體涉及一種基于近紅外光譜的中寧枸杞子判別方法。

背景技術

枸杞(Lycium?barbarum?L.)為茄科枸杞屬多分枝灌木，枸杞子為枸杞的干燥成熟果實，具有味甘、性平，滋補肝腎、增強免疫、抗癌、保肝、降低血脂和膽固醇等作用。枸杞子有效成分的形成與土壤、氣候、生態環境有密切聯系。《中國藥典》（2010版）僅將寧夏產枸杞子定義為入藥枸杞，而中寧縣枸杞子為其中珍品，有“中寧枸杞甲天下”的美譽。不同產地枸杞子的品質差異較大，其價格相差懸殊。一些不法商販為了牟取暴力，濫標產地、以次充好嚴重擾亂了中寧枸杞市場，也傷害了當地農民的經濟利益。目前在枸杞子的判別分析中，仍以形態學特征的鑒定和化學方法為主，形態學法鑒定枸杞子的產地，易受人為和外界因素的影響；而化學方法，需對樣品進行預處理，方法繁瑣，成本高。建立自動、準確、環保的枸杞子產地鑒別方法，以保證寧夏中寧枸杞子的品質，具有十分重要意義。近紅外光譜對應分子基頻振動的倍頻和組合頻，其特征隨著樣品成分含量的變化而變化，具有無損、綠色、實時監控的特點，非常適合農產品和食品的快速判別分析。傅里葉近紅外光譜（FTNIR）的特征隨樣品成分含量的變化而變化，不僅能夠對樣品進行定性分析，而且具備相當高的準確度和精確度。FTNIR檢測技術具有分析速度快、準確度高、不破壞樣品、無試劑、綠色環保、投資少等特點。非常適合農產品和食品的快速判別分析。

判別分析是根據樣品不同的特征值來判別其類型歸屬，是一種多變量統計分類方法。對光譜進行預處理后，在選定的特征波長范圍，先根據各類間的馬氏距離建立判別模型，然后將未知樣品與各類樣品判別模型進行擬合，計算未知樣品與校正集之間的馬氏距離，對樣品進行判別歸類。

發明內容

針對上述現有方法存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種基于近紅外光譜的中寧枸杞子產地判別方法，該方法利用近紅外光譜儀作為檢測工具，能夠準確對枸杞子產地進行判別分析，可大大簡化實驗過程，可實現實時檢測分析。該方法操作簡便易行、無試劑使用，不會造成環境污染。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種基于近紅外光譜的中寧枸杞子判別方法，其特征在于，具體包括下列步驟：

1）選擇不同產地的中寧枸杞子樣品和非中寧枸杞子樣品；

2）模型建立

取一定量的大小均一、無蟲蛀的枸杞子做校正集枸杞子樣品；

用MPA-TM傅里葉變換近紅外光譜儀掃描枸杞子樣品；光譜采集范圍：12000cm^-1～4000cm^-1，掃描次數：32次，分辨率：4cm^-1；得枸杞子樣品波數范圍為10000cm^-1～4000cm^-1的原始光譜圖；

3）通過將枸杞子樣品的原始光譜圖進行比較，找出波長特征吸收，并確定建模波長范圍；

通過對原始光譜分別進行一階導數、二階導數、多元散射校正、標準正態變量變換預處理，以不同光譜預處理條件下，根據枸杞子產地判別模型的識別率及預測效果，確定光譜預處理方法；

隨機選擇部分樣品，在6500cm^-1～5200cm^-1波數范圍，采用原始光譜結合MSC與原始光譜結合SNV預處理方法；

4）模型驗證

利用模型，用近紅外光譜儀掃描預測集枸杞子樣品，采集光譜，采用上述判別分析法對預測集的枸杞子樣品進行預測，模型對中寧與非中寧枸杞子樣品識別率可達90%以上。

本發明的基于近紅外光譜的中寧枸杞子判別方法，利用距離判別分析法，在一定光譜波段范圍內，采用不同的光譜預處理方法，建立枸杞子產地判別分析模型，操作時枸杞子樣品無需任何處理，無損、快速、實時、無任何試劑使用，對人體及環境無危害，可以取代傳統的高成本、費時、費力的產地判別方法，為鑒定枸杞子產地提供了一種快速判別的新方法。所帶來的技術效果如下：

（1）采集枸杞子近紅外光譜，容易操作，無試劑使用，不會造成環境污染，同時也不會對操作者造成任何傷害。

（2）模式識別方法（距離判別分析法）確定、光譜波段的范圍及預處理方法確定，可快速實時鑒定中寧與非中寧杞子樣品。

附圖說明

圖1是枸杞子樣品波數范圍為10000cm^-1～4000cm^-1原始光譜圖；