[發明專利]一種用于預測甜玉米中蔗糖含量的NIRS模型構建方法

在審

• 申請號: 201711262538.X
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108226091A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 楊泉女;王蘊波;洪宇
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3563;G01N21/3577
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 謝泳祥

本發明公開了一種用于預測甜玉米中蔗糖含量的NIRS模型構建方法，其包括如下步驟：1)樣品近紅外光譜的收集：獲取其近紅外光譜信息；2)酶法樣液的制備；3)樣品蔗糖的測定：得樣品化學值；4)NIRS建模：對蔗糖定標模型進行光譜的散射校正和數學處理。本發明針對甜玉米中蔗糖含量采用紅外光譜分析結合酶法測定的化學值，通過光譜的散射校正和數學處理，對全光譜波段進行了化學計量學的分析統計，構建起蔗糖含量的NIRS模型，其可用于快速預測甜玉米中蔗糖的含量，進而為加快甜玉米優質種質資源篩選與品質育種提供有價值的參考。

技術領域

本發明涉及植物育種領域，特別涉及一種甜玉米中的蔗糖含量的檢測。

背景技術

近紅外反射光譜(NIRS)技術通過近紅外光束對樣品進行輻射，搜集到光束響應回來的反射率或透射率，其基本原理是：被測的有機物體內含有帶氫基團(X-H)或者碳碳雙鍵(C-C)等化學鍵，這些化學鍵在近紅外光束照射下會發生泛頻振動或轉動，然后以漫反射方式獲得在近紅外區的吸收光譜。樣品中不同的物質化學組成含有不同含氫基團，如淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖和水溶性多糖等都具有不一樣的含氫基團。這些不同的含氫基團在近紅外光譜區能夠產生相對應特定的吸收光譜特征帶，再通過先進的數學方法，利用計算機構建起被測樣品光譜及其相關組分含量之間的相關性模型，從而實現僅僅需要利用近紅外儀搜集獲取相關的光譜信息就能夠通過模型運算出待測樣品的組分含量。相比較于傳統的化學方法，NIRS技術具有測定速度快、樣品制備簡單、不耗費化學試劑、操作簡便、成本低、無污染等優點。NIRS技術不但可以分析與含氫基團有關的成分如蛋白質、脂肪、淀粉、氨基酸等，還可以分析物質的密度、黏度、顆粒度的大小等。隨著儀器硬件技術不斷完善和化學計量學軟件的發展，NIRS技術成功地應用于食品、藥品、農產品等各領域的定量定性研究。近年來NIRS技術在植物育種與種質資源研究中的應用已成為一個活躍的研究領域。

甜玉米含有豐富的多糖、食物纖維、微量元素以及維生素，具有較高的食用、營養、經濟和加工價值。在歐美、韓國和日本等發達國家，甜玉米當作主要蔬菜之一。我國對甜玉米消費需求量也在不斷增加，甜玉米消費市場和發展前景擁有巨大的潛力。近年來，我國已進入到全球種植甜玉米大國行列，2015年我國成為了世界甜玉米種植第二大國，甜玉米深加工制品一概俱全，并出口國際市場，甜玉米產業逐漸壯大。

根據突變基因的不同，甜玉米分為三種基本類型：超甜型、普甜型和加強甜型。普甜型甜玉米約含有10％可溶性糖和35％水溶性多糖，但是其品質下降很快，貨架期很短；超甜型甜玉米含有25～30％的高含量糖分，淀粉含量較低，不含水溶性多糖但是能保持很久的甜味，因此其擁有更長的收獲期和貨架期，可以極大地減少作物的損失。而加強甜型甜玉米的糖分含量比普甜型高出一倍以上(20％～35％)，并且水溶性多含量也很高，但是品質也如普甜型一樣下降得很快。

糖分含量及組成是影響甜玉米品質的一個關鍵因素。甜玉米糖分包含可溶性糖(果糖、葡萄糖、蔗糖)、淀粉和水溶性多糖。籽粒的含可溶性糖量越高，相對應地其感官甜度就會越強烈，往往越甜的甜玉米品種越會受大眾的喜愛。目前，華南地區甜玉米育種的瓶頸是缺乏優質的品種，解決優質育種關鍵的前提是對品質指標進行量化，建立快速簡單的鑒定評價體系，然后篩選出優質的資源用于遺傳改良。目前甜玉米糖分含量的測定的方法主要是采用化學檢測方法如高效液相色譜法、糖度計法、蒽酮比色法、3,5-二硝基水楊酸法、酶解法等，但這些方法存在成本高，污染環境，操作技術要求高等缺點。因此研究快速簡單準確的甜玉米糖分檢測方法對甜玉米種質資源篩選與育種都具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中用于甜玉米中糖分含量測定方法的不足，提供一種用于預測甜玉米中蔗糖含量的NIRS模型構建方法，其可快速對甜玉米中蔗糖含量進行測定，進而為加快甜玉米優質種質資源篩選與品質育種提供參考。

本發明所采取的技術方案是：一種用于預測甜玉米中蔗糖含量的NIRS模型構建方法，其包括如下步驟：

1)樣品近紅外光譜的收集：