[發明專利]一種基于高光譜的雙孢蘑菇超聲滲透過程可溶性固形物含量預測方法

在審

• 申請號: 201910660467.1
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN110243748A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 裴斐;肖坤鵬;胡秋輝;沈飛;楊文建;方勇;馬寧
• 申請（專利權）人: 南京財經大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N21/25;G16C10/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發明提供了一種基于高光譜的雙孢蘑菇超聲滲透過程可溶性固形物含量預測方法，屬于雙孢蘑菇中可溶性固形物含量測定技術領域。本發明首先將雙孢蘑菇在滲透液中進行不同時間的超聲滲透處理，得到實驗組樣品和對照組樣品；采用高光譜采集高光譜圖像、提取其原始光譜；采用數顯折光儀測定對照組和實驗組中雙孢蘑菇樣品的可溶性固形物值；然后對原始光譜進行預處理并提取特征波長，最后通過偏最小二乘回歸建立特征光譜矩陣與可溶性固形物含量值矩陣的線性回歸模型，實現對待測雙孢蘑菇樣品可溶性固形物含量的預測。本發明避免了傳統的破壞式檢測農產品可溶性固形物的方法，可實現無損、快速、準確的檢測評估。

技術領域

本發明涉及雙孢蘑菇中可溶性固形物含量測定技術領域，具體涉及一種基于高光譜的雙孢蘑菇超聲滲透過程可溶性固形物含量預測方法。

背景技術

雙孢蘑菇是世界上產量最高、消費量最大的食用菌之一，其色澤潔白，口感鮮美，營養豐富，深受消費者的喜愛。但其呼吸頻率高，含水量高，容易發生微生物腐敗并呈現出酶促褐變。因此通常需要對采摘后的雙孢蘑菇進行干燥處理以延遲其貨架期，常見的干燥方式如冷凍干燥能最大限度保留其原有的品質和營養價值。前期工作已經證明，超聲輔助滲透脫水可以作為一種前處理方式應用于雙孢蘑菇的冷凍干燥加工中。針對該滲透過程進行有效預測雙孢蘑菇質量參數的變化亟待解決。傳統的農產品內部品質分析主要依靠破壞性方法，效率較低。

可溶性固形物是評價農產品內部品質的重要指標之一，也是相關研究中的關注點之一。目前有些研究基于高光譜對不同農產品可溶性固形物含量的變化進行了一定的預測和分類，分析了其內部品質。然而這些研究中模型的精度及穩定性有待提高，預測效果不夠理想，且很少針對動態過程進行實時監控。

因此，建立基于高光譜技術的雙孢蘑菇超聲輔助滲透過程可溶性固形物含量預測的方法，可以為進一步分析農產品貯藏及加工過程的質量參數提供理論支持，具有十分重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于高光譜的雙孢蘑菇超聲滲透過程可溶性固形物含量預測方法，本發明的預測方法基于高光譜成像和數學建模技術有效地評估了超聲滲透對雙孢蘑菇可溶性固形物含量的影響，具有無損、快速、準確等優點，可有效地檢測超聲滲透過程中雙孢蘑菇可溶性固形物含量的變化。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種基于高光譜的雙孢蘑菇超聲滲透過程可溶性固形物含量預測方法，包括以下步驟：

將雙孢蘑菇分為對照組和實驗組；將所述實驗組中的雙孢蘑菇樣品置于滲透液中進行不同時間的超聲滲透處理，得到對照組樣品和實驗組樣品，所述對照組樣品為未進行超聲處理的樣品，所述實驗組樣品為進行超聲滲透處理的樣品；所述滲透液為質量濃度為40～60％的蔗糖水溶液；所述超聲滲透處理的條件包括：超聲頻率為30～50kHz，功率為150～250W，溫度25～40℃，固液比為1：8～12；

對所述對照組樣品和實驗組樣品進行高光譜掃描，得到樣品高光譜圖像；

選取所述對照組樣品與實驗組樣品除邊緣外全部區域作為感興趣區域，從所述樣品高光譜圖像中提取平均光譜，得到原始光譜；

使用正交信號校正對所述原始光譜預處理，得到預處理光譜；采用競爭性自適應重加權算法提取所述原始光譜的特征波長，形成特征光譜；

對所述對照組樣品和實驗組樣品榨出的定量雙孢蘑菇汁液中的可溶性固形物含量進行測定，獲得樣品可溶性固形物含量值；

利用偏最小二乘回歸算法分析特征光譜矩陣與可溶性固形物含量值矩陣，建立特征光譜矩陣與可溶性固形物含量值矩陣的線性回歸模型；

采集待測超聲處理的雙孢蘑菇樣品高光譜圖像，提取待測特征光譜，將待測特征光譜矩陣輸入所述線性回歸模型，得到待測超聲處理的雙孢蘑菇樣品的可溶性固形物含量預測值。