[發(fā)明專利]一種基于近紅外光譜技術(shù)快速鑒別馬鈴薯發(fā)芽特性的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810092311.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN108344709A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 興麗;趙慶亮;曹有福;張小燕;韓亞芬;李少萍;郭亞琳;張凡偉;王燕妮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/3563
• 分類號(hào): G01N21/3563
• 代理公司: 北京東方芊悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11591
• 代理人: 彭秀麗

本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于近紅外光譜技術(shù)快速鑒別馬鈴薯發(fā)芽特性的方法。本發(fā)明所述快速鑒定馬鈴薯發(fā)芽特性的方法，由于馬鈴薯發(fā)芽后會(huì)發(fā)生一些生理變化，這些變化會(huì)在近紅外區(qū)有顯著的體現(xiàn)，因此，可采用近紅外光譜技術(shù)對(duì)馬鈴薯發(fā)芽特性進(jìn)行判定，實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯發(fā)芽特性的快速鑒別，具有快速、高效、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，該方法可有效降低模型構(gòu)建成本，提高模型檢測(cè)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于近紅外光譜技術(shù)快速鑒別馬鈴薯發(fā)芽特性的方法。

背景技術(shù)

馬鈴薯，別稱土豆、地蛋、洋芋等，茄科茄屬，一年生草本植物，高15-80厘米，無毛或被疏柔毛。馬鈴薯富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能夠提供人類所需的碳水化合物、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，素有“地下蘋果”和“第二面包”之稱；馬鈴薯是塊莖繁殖，可入藥，其性平味甘，可以治胃痛、痄肋、癰腫等疾病。馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適應(yīng)力強(qiáng)、產(chǎn)量大，是中國(guó)五大主食之一，也是僅次于水稻、小麥和玉米的世界第四大糧食作物。馬鈴薯兼具糧菜、飼用、輕工業(yè)原料等多種用途，受到人們的廣泛青睞。

近年來，隨著食品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，馬鈴薯產(chǎn)品逐漸多樣化，而新興的馬鈴薯產(chǎn)品開發(fā)更帶動(dòng)了馬鈴薯深加工技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了馬鈴薯農(nóng)產(chǎn)品的大力發(fā)展。但隨之而來的，馬鈴薯的品質(zhì)保障問題也突顯出來。眾所周知，馬鈴薯屬于季節(jié)型產(chǎn)品，其收獲時(shí)間相對(duì)集中且周期較短，需要在很短的時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行深加工處理，否則會(huì)導(dǎo)致食用較為困難。因此，如何對(duì)馬鈴薯進(jìn)行合理的貯藏保鮮就十分必要。通常情況下，在馬鈴薯貯藏期間，若溫度較高、通風(fēng)較差，則會(huì)促使馬鈴薯出現(xiàn)發(fā)芽現(xiàn)象，而發(fā)芽后的馬鈴薯含有的龍葵素含量會(huì)大量增加，龍葵素是一種有毒的糖苷生物堿，對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)有較大的危害，如果誤食，輕者會(huì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，重者則會(huì)死亡。因此，在合理貯藏馬鈴薯的同時(shí)，更需要在馬鈴薯進(jìn)入市場(chǎng)之前盡早發(fā)現(xiàn)其發(fā)芽狀況，以免帶來食用危害。但現(xiàn)有技術(shù)中，尚且沒有適宜的技術(shù)對(duì)馬鈴薯的發(fā)芽特性進(jìn)行快速的檢測(cè)及鑒定。

近紅外光譜分析技術(shù)是一種可利用有機(jī)化學(xué)物質(zhì)在近紅外光譜區(qū)的光學(xué)特性快速估測(cè)樣本信息變化特征的方法，并具有快速、方便、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。因此，借助于近紅外光譜分析技術(shù)對(duì)馬鈴薯的發(fā)芽特性進(jìn)行檢測(cè)及鑒別，不僅為馬鈴薯病害的早期鑒別提供一種新的方法和思路，進(jìn)而為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)高效、高質(zhì)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于近紅外光譜技術(shù)快速鑒別馬鈴薯發(fā)芽特性的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中馬鈴薯發(fā)芽特性難于檢測(cè)的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了近紅外光譜技術(shù)在快速鑒別馬鈴薯發(fā)芽特性方法中的應(yīng)用。

本發(fā)明所述的一種基于近紅外光譜技術(shù)快速鑒別馬鈴薯發(fā)芽特性的方法，包括如下步驟：

(1)收集健康馬鈴薯及發(fā)芽馬鈴薯樣本，分別將健康馬鈴薯及發(fā)芽馬鈴薯樣本分為定標(biāo)集和驗(yàn)證集，并分別采集各健康馬鈴薯及發(fā)芽馬鈴薯樣本的近紅外光譜信號(hào)，獲得定標(biāo)集光譜信號(hào)和驗(yàn)證集光譜信號(hào)；

(2)對(duì)采集的健康馬鈴薯及發(fā)芽馬鈴薯樣本的近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

(3)以經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)模型，并對(duì)所構(gòu)建的判別分析模型進(jìn)行評(píng)價(jià)；

(4)在與步驟(1)相同的采集條件下，采集待測(cè)馬鈴薯樣本的近紅外光譜信息，并輸入至步驟(3)中建立的所述判別分析模型中進(jìn)行判別分析，以快速鑒定待測(cè)馬鈴薯樣本的發(fā)芽特性。

所述步驟(1)中，所述近紅外光譜采集范圍為12000-4000cm^-1，其分辨率為4或8cm^-1，掃描次數(shù)為32或64次。

所述步驟(1)中，所述近紅外光譜采集步驟中，馬鈴薯樣本采用不透光金屬盒遮蔽，并選擇至少4個(gè)不同點(diǎn)進(jìn)行采集，計(jì)算獲得其平均光譜曲線。