[發明專利]一種基于近紅外光譜快速檢測稻谷脂肪酸含量的方法

在審

• 申請號: 202210799041.6
• 申請日: 2022-07-08
• 公開（公告）號: CN115201148A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 徐琢頻;王琦;張鵬飛;劉斌美;吳躍進;程維民;李曉紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/01
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 繆璐歡

本發明公開一種基于近紅外光譜快速檢測稻谷脂肪酸含量的方法，涉及糧食作物成分的快速檢測方法技術領域，本發明利用一批脂肪酸含量存在差異的稻谷樣品制備成粉末作為校正集，通過采集校正集的近紅外漫反射和漫透射光譜、分別進行一階導數預處理后首尾拼接獲得樣品的漫反?漫透射融合光譜、化學法測定校正集的脂肪酸值，利用偏最小二乘法構建融合光譜與脂肪酸的回歸模型，最后在檢測未知樣品時，通過將樣品制備成粉末，采集近紅外漫反射和漫透射光譜，用相同處理獲得融合光譜，并調用對應模型獲得脂肪酸預測結果。本發明的有益效果在于：能夠實現檢測精度的提高和檢測限降低，且該方法不消耗試劑、客觀、快速、簡便。

技術領域

本發明涉及糧食作物成分的快速檢測方法技術領域，具體涉及一種基于近紅外光譜快速檢測稻谷脂肪酸含量的方法。

背景技術

水稻是我國最主要的糧食作物之一，儲備稻谷是國家應對自然災害和突發事件、保障人民需求、調節市場供需的重要戰略物資。隨著儲藏時間的增加，稻谷會逐步劣變，影響食用性和活力，導致使用價值降低。為確保儲糧的質量安全，需要在糧食儲藏和出入庫等多個時間節點對稻谷的儲存品質進行定期檢測。現行的國家標準依靠色澤氣味、品嘗評分值和脂肪酸值綜合評價稻谷儲存品質，其中，脂肪酸值是唯一定量指標。由于稻谷脂肪酸的傳統檢測方法為化學滴定法，具有消耗試劑、檢測速度慢、環保性差、以及檢測結果主觀性強的缺點，長期影響著稻谷收儲的時效性和正確性，因此，迫切需要新的快速準確客觀的檢測方法，取代現行方法，滿足稻谷儲備的質量檢測需求。

近紅外光譜技術(NIRS)是以產品含氫基團為主要檢測對象的現代分析技術，具有快速、無損、客觀、環保的優點，如公開號為CN113484270A的專利申請公開一種采用近紅外光譜檢測單粒水稻脂肪含量的方法。利用NIRS檢測稻谷脂肪酸值具有可行性。但由于稻谷中的脂肪酸含量在數十至數百mg/100g，含量接近或低于NIRS常規的檢測限(千分之一)，因此需要開發新的方法提高檢測精度、降低檢測限。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于為克服稻谷收儲時脂肪酸含量檢測長期存在的檢測方法消耗試劑、檢測速度慢、環保性差以及檢測結果客觀性差的問題，提供一種基于近紅外光譜快速檢測稻谷脂肪酸含量的方法。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：

一種基于近紅外光譜快速檢測稻谷脂肪酸含量的方法，包括以下步驟：

S1、收集脂肪酸含量有差異的若干份水稻樣品，作為近紅外定標校正集，將每份校正集樣本制成粉末；

S2、采用漫反射和漫透射方式采集每份粉末樣品的近紅外漫反射和漫透射光譜；

S3、光譜融合：對每份粉末樣品的漫反射和漫透射光譜分別進行一階導數處理，然后將兩條光譜首尾拼接，獲得每份樣品的漫反射-漫透射融合光譜；

S4、采用化學計量法對每份粉末樣品中的脂肪酸進行檢測，獲得每份樣品的脂肪酸參比值；

S5、構建脂肪酸的近紅外光譜校正模型：對每份樣品的漫反射-漫透射融合光譜，進一步截取漫反射范圍4636-7583cm^-1的片段和漫透射范圍8733-11672cm^-1的片段，之后首尾拼接，采用矢量歸一化算法處理光譜；對于處理后的漫反射-漫透射融合光譜，使用偏最小二乘法構建光譜與脂肪酸化學測定值之間的回歸模型，模型使用的潛變量數為12；

S6、采用構建的回歸模型對待測樣品脂肪酸含量進行預測。

有益效果：本發明方法將米粉樣品的漫反射和漫透射光譜進行數據融合和分析，能夠實現檢測精度的提高和檢測限降低。同時可以和其他基于近紅外的稻谷品質檢測技術聯合使用，在檢測稻谷脂肪酸含量的同時檢測其他質量指標，如水分等，實現多指標同時測定，為糧食收儲時稻谷儲存品質的質量評價提供技術支撐。