[發明專利]一種基于手機拍照功能的甘薯β-胡蘿卜素含量快速檢測方法

在審

• 申請號: 201711148401.1
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107991300A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 趙國華;陳嘉;葉發銀;高麗;雷琳;周韻
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 武君

技術領域

本發明涉及食品品質檢測領域，具體涉及一種基于手機拍照功能的甘薯β-胡蘿卜素含量快速檢測方法。

背景技術

β-胡蘿卜素作為維生素A原，在刺激組織分化、預防夜盲癥和癌癥等方面有重要意義，是甘薯營養品質重要的物質基礎和評定依據，也是甘薯育種、研究和開發利用的重要對象。甘薯β-胡蘿卜素含量的測定通常采用比色法或高效液相色譜法。傳統的分析檢測方法需對樣品進行化學試劑處理，操作較為繁瑣、成本高、費時費力，不能滿足對大批量樣品材料的品質分析和種質篩選需求，因此，尋求一種快速、簡便、可靠且不需要太多化學處理的新型檢測方法迫在眉睫。

手機是人們日常生活必備的基本工具。隨著智能手機的廣泛普及以及功能的不斷完善，智能手機的照相能力不斷得到提升，數碼照相技術的發展使得溶液色度量化表示成為可能。數字圖像比色分析是一種便捷的新型檢測技術。根據朗伯-比耳定律，有色溶液的顏色深度（即有色溶液的色度）正比于溶液的濃度。目前，數碼照片的色彩模式以紅綠藍（RGB）模式為主，RGB色彩模式是工業界的一種顏色標準，是通過對紅（R）、綠（G）、藍（B）3個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各種顏色。基于智能手機的數字圖片比色分析（Digital image colorimetric，DIC）使用數字方式（RGB值）量化顏色，進而通過量化的顏色與被拍物濃度建立數學關系，實現以化學顯色為基礎的定量或半定量分析，是一種新型、快速的分析檢測方法，被廣泛應用于食品、生物醫學、化學、農業及環境等多個領域中，但目前尚未有采用手機數字圖像比色法對甘薯β-胡蘿卜素含量進行快速檢測的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于手機拍照功能的甘薯β-胡蘿卜素含量快速檢測方法，利用智能手機作為分析工具，旨在建立甘薯品質快速檢測新方法。

本發明提供的快速檢測方法，包括以下步驟：

（1）樣本的收集與手機圖像信息采集：收集一定量的有代表性的甘薯樣本，清洗后切片，并放入拍照裝置中使用手機拍照，提取照片的RGB信息，同時測定樣品甘薯的β-胡蘿卜素含量作為參考值；

（2）建立預測模型：將提取的RGB信息與甘薯β-胡蘿卜素含量參考值關聯，建立β-胡蘿卜素含量預測模型；

（3）未知樣品預測：對未知甘薯樣本進行切片，并采集切片照片，提取RGB信息，輸入上一步建立的模型，對甘薯β-胡蘿卜素含量進行預測。

進一步的，步驟（1）中，甘薯樣品的數量至少為50個，樣品清洗切片后需要立即進行照片采集，以免發生褐變。

進一步的，步驟（1）中，所述拍照裝置采用25×25×25 cm的密閉正方體實心木箱，箱內背景為黑色，光源為25 w白色日光燈，樣品底座距離箱底12 cm，保持相同的拍攝距離與環境照明亮度，使用手機拍照功能進行拍照。

進一步的，步驟（1）中，所述提取照片的RGB信息的方法為使用Adobe Photoshop軟件直方圖功能，提取上步手機拍攝的照片的RGB顏色值，其中R為紅值，G為綠值，B為藍值。

進一步的，步驟（2）中，圖片信息采用RGB顏色系統描述，RGB信息與參考值關聯建立預測模型時，可以使用RGB值中的R值，G值，B值或其中任意幾個值，模型可采用線性回歸模型或多項式回歸模型。

進一步的，將提取的G值與甘薯β-胡蘿卜素含量參考值關聯，建立β-胡蘿卜素含量預測模型：y = aG²+bG+c，求模型參數a，b，c；

進一步的，步驟（3）中，對未知甘薯樣品進行預測時，樣品的處理及照片信息提取采用步驟（1）中相同的條件及方法。

本發明的有益效果在于，通過智能手機采集甘薯切片圖像，將圖像的RGB信息與甘薯β-胡蘿卜素含量對應并建立預測模型，與傳統的檢測方法相比，可更快速、便捷地預測甘薯β-胡蘿卜素含量。

附圖說明

圖1基于手機拍照功能的甘薯β-胡蘿卜素含量快速檢測模型的建立及未知樣品檢測流程；

圖2 手機數字圖像采集裝置；

圖3 甘薯β-胡蘿卜素含量實測值與預測值的對比（a）及回歸殘差圖（b）。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

1、甘薯樣品收集