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基于傅里叶近红外光谱的食用油过氧化值间接检测研究

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中国粮油学报 2015年第5期30卷 138-142页

作者：高媛王宁于修烛陈秀梅西北农林科技大学食品科学与工程学院杨凌712100

为了建立食用油过氧化值的快速测定方法,以食用油为材料,基于氢过氧化物与三苯基磷（TPP）快速反应生成三苯基氧磷（TPPO）,利用TPP和TPPO在近红外光谱的吸收差异性。在光谱范围为4 650～4 500 cm^-1以一阶求导及Norris平滑（NF）后采用... 详细信息

为了建立食用油过氧化值的快速测定方法,以食用油为材料,基于氢过氧化物与三苯基磷（TPP）快速反应生成三苯基氧磷（TPPO）,利用TPP和TPPO在近红外光谱的吸收差异性。在光谱范围为4 650～4 500 cm^-1以一阶求导及Norris平滑（NF）后采用PLS建立食用油过氧化值近红外测定模型,通过校正样品及盲样对模型进行验证,并与国标碘量法进行比较分析。结果表明：校正集预测相关系数为0.999 4,校正均方根误差为0.143 9,验证预测相关系数为0.992 6,预测均方根误差为0.555 6,盲样预测相关系数为0.997 1,标准偏差为0.400 1,所建方法与国标法测定过氧化值结果非常接近。表明傅里叶近红外光谱间接测定食用油过氧化值是可行的。

关键词：食用油过氧化值傅里叶近红外光谱检测

黑果枸杞果实中主要成分的傅里叶变换近红外光谱预测模型构建

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食品工业科技 2024年第5期45卷 234-242页

作者：周志磊衡洋洋陈超宋亚玲库进良姬中伟毛健江南大学粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心食品学院江苏无锡214122 江南大学(绍兴)产业技术研究院浙江绍兴312000 江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏省食品安全与质量控制协同创新中心江苏无锡214122 北京同仁堂健康药业(青海)有限公司青海德令哈817000 国家黄酒工程技术研究中心浙江省绍兴黄酒产业创新服务综合体浙江绍兴312000

使用傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)结合化学计量学方法,开发了一种黑果枸杞干果和鲜果中主要成分(总糖、还原糖、总酸、氨态氮、花青素、原花青素、总酚、黄酮和多糖)含量的预测方法。首先比较了11种原始光谱的预处理方式,筛选出每种成... 详细信息

使用傅里叶变换近红外光谱(FT-NIR)结合化学计量学方法,开发了一种黑果枸杞干果和鲜果中主要成分(总糖、还原糖、总酸、氨态氮、花青素、原花青素、总酚、黄酮和多糖)含量的预测方法。首先比较了11种原始光谱的预处理方式,筛选出每种成分的最优预处理方法。然后比较了利用偏最小二乘(PLS)、区间偏最小二乘(iPLS)和联合区间偏最小二乘(siPLS)算法建立的模型,最终确定采用siPLS建模。结果表明:总酸、氨态氮、花青素、原花青素、总酚和黄酮的交叉验证相关系数(Rc)和预测集相关系数(R_(P))均大于0.9818,相对分析误差(RPD)均大于2.5,模型效果优异,总糖、还原糖和多糖的建模效果良好,建立的定标模型均可以用于实际检测。验证集样本实测值与预测值无显著性差异,预测误差在±0.1%,模型的预测结果可信度高。本研究建立的预测模型,可以实现黑果枸杞干果和鲜果中主要成分含量的无损、快速、准确检测。

关键词：黑果枸杞傅里叶近红外光谱光谱预处理模型建立无损检测

基于PCA和LS-SVM的傅里叶变换近红外光谱的黄酒酒龄的鉴别模型

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光谱实验室 2012年第2期29卷 806-811页

作者：蒋诗泉周兴才蒋诗平铜陵学院数学与计算机科学系安徽省铜陵市244000 中国科学技术大学同步辐射实验室合肥市230029

利用傅里叶变换近红外光谱技术,对黄酒酒龄鉴别的模型进行研究。对绍兴黄酒样本光谱主成分进行提取与分析,并发现前3个主成分具有较明显的聚类特征。其次,利用LS-SVM模型对不同主成分数进行分类和寻优,发现当主成分数为6时达到判别的正... 详细信息

利用傅里叶变换近红外光谱技术,对黄酒酒龄鉴别的模型进行研究。对绍兴黄酒样本光谱主成分进行提取与分析,并发现前3个主成分具有较明显的聚类特征。其次,利用LS-SVM模型对不同主成分数进行分类和寻优,发现当主成分数为6时达到判别的正确率是100%,此时模型的两个参数γ和2σ分别为61.890和1.769。研究表明,利用傅里叶变换近红外光谱技术并结合主成分分析(PCA)和最小二乘法支持向量机(LS-SVM)可作为一种可靠、准确、快速的检测方法用于黄酒酒龄定性鉴别分析。

关键词：傅里叶近红外光谱最小二乘法支持向量机酒龄鉴别主成分分析

基于傅里叶变换近红外光谱的西藏酥油品质快速检测分析

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基于傅里叶变换近红外光谱的西藏酥油品质快速检测分析

作者：洛曲西北农林科技大学

学位级别：硕士

酥油是藏区特有的乳制品,也是生活在高海拔地区居民摄取能量的重要物质来源。酥油的主要成分是脂肪和蛋白质,脂肪含量占80%以上且功能性脂肪酸含量比其他乳制品多具较高的食用价值和药用价值。随着人们对酥油的需求量大幅增加,市面上酥... 详细信息

酥油是藏区特有的乳制品,也是生活在高海拔地区居民摄取能量的重要物质来源。酥油的主要成分是脂肪和蛋白质,脂肪含量占80%以上且功能性脂肪酸含量比其他乳制品多具较高的食用价值和药用价值。随着人们对酥油的需求量大幅增加,市面上酥油掺假,以次充好等情况屡现不鲜,而且酥油常常因储存不当而滋生大量有害微生物,高温水分的环境还能引起其氧化酸败产生对人体健康不利的物质。酥油品质传统检测方法过程繁琐、耗时长、需要大量有机试剂且结果受到主观影响。因此建立一套快速、准确的酥油品质检测分析方法具有十分重要的意义。傅里叶变换近红外(FTNIR)光谱具有快速、便捷、零污染、重现性好等优点。本文采集西藏不同地区具有代表性的酥油样品54个,利用FTNIR光谱技术建立酥油脂肪、蛋白质和水分含量以及过氧化值测定方法,利用国标方法对所建立方法进行验证分析。主要研究结果如下:(1)对54份酥油样品,分别按照国标法测定其脂肪、蛋白质和水分含量、脂肪酸组成及其含量、酥油过氧化值并对数据进行统计分析。结果表明,酥油中脂肪是其主要组成成分,脂肪含量均高于80 g/100g,蛋白质的含量范围为0.89.07 g/100g,水分含量范围为14.80.08 g/100g。酥油主要的脂肪酸为油酸、棕榈油酸、硬脂酸和二十四单烯酸,此4种脂肪酸含量占总脂肪酸的60%以上,其中棕榈油酸含量最多其平均含量约为25.98 g/100g。54个酥油过氧化值最低为0.07 mmol/kg,最高为2.95 mmol/kg。(2)基于FTNIR光谱建立藏区酥油中脂肪和蛋白质的定量分析模型。结果表明:在组分的特征波段(脂肪9500000 cm、7500000 cm、5000500cm,蛋白质108000400 cm、7200800 cm、6000600 cm、4400000 cm)内采用标准正态变量变换(SNV)+二阶导数+Savitazky-Golay滤波法(S-G滤波法)对原始光谱进行预处理后结合偏最小二乘法(PLS)建立酥油脂肪和蛋白质定量分析模型,模型的相关系数(r)分别为0.994和0.997,交叉验证均方差(RMSECV)分别为4.09%和0.286%,主成份个数分别为6和7,此模型拟合良好,校正集样品的实测值与预测值相关度最高。用配对t检验方法对模型验证结果进行评价,结果表明,验证集样本的预测值和实测值之间没有显著性差异(p>0.05),基于FTNIR光谱的酥油脂肪和蛋白质定量模型具有良好的预测能力。(3)基于FTNIR光谱建立水分定量模型的最佳参数:特征波段为6665198 cm和5066-5599 cm,最佳预处理为SNV+一阶导数+S-G滤波法。在此条件下建立的模型的r值最高(0.917),RMSECV最低(2.21%),建模效果最好。筛选特征波段使模型的光谱变量从全波段缩小到两个小波段,结合优选出的光谱预处理方法,建模效果得到明显提高。配对t检验表明,FTNIR光谱预测值与实测值之间无显著性差异,说明此模型运用于定量测定藏区酥油中水分含量是可行的。(4)基于FTNIR光谱建立藏区酥油过氧化值定量模型。采用SNV结合二阶导数和S-G滤波法对原始光谱进行预处理,通过组合区间偏最小二乘法(Si PLS)筛选出120001467 cm、109330400 cm、7200666 cm、6133600 cm四个高相关光谱波段,在此条件下建立酥油过氧化值PLS定量分析模型。优化后的模型的r值为0.957,RMSECV为0.834%。通过配对t检验考察其预测能力,结果显示p=0.324>0.05,说明模型预测值与传统方法实测值之间存在良好的线性关系,FTNIR光谱技术定量分析藏区酥油过氧化值是可行的。

关键词：酥油傅里叶近红外光谱模型品质指标定量分析

傅里叶近红外光谱法快速检测魔芋葡甘聚糖中掺假羧甲基纤维素含量

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食品工业科技 2016年第8期37卷 54-58页

作者：覃小丽钟金锋张甫生西南大学食品科学学院重庆400715

采用傅里叶近红外光谱检测魔芋葡甘聚糖中羧甲基纤维素掺假比例,以基线校正、平滑、矢量归一化、一阶求导和二阶求导法对光谱进行处理,利用偏最小二乘法建立了相应的数学模型,并通过交互验证和外部验证检验了鉴别模型的预测精度和可靠... 详细信息

采用傅里叶近红外光谱检测魔芋葡甘聚糖中羧甲基纤维素掺假比例,以基线校正、平滑、矢量归一化、一阶求导和二阶求导法对光谱进行处理,利用偏最小二乘法建立了相应的数学模型,并通过交互验证和外部验证检验了鉴别模型的预测精度和可靠性。所建立的校正集模型的决定系数R_c^2值为0.933~0.997,校正均方根误差范围为7.64%~1.56%;结合验证集模型的决定系数和均方根误差确定以一阶导数(5平滑点)处理光谱,所得模型预测效果最佳,模型的预测均方根误差为8.37%;校正模型中羧甲基纤维素在魔芋葡甘聚糖中掺假水平的预测值和实际值的相关系数为0.9905。结果表明,近红外光谱结合化学计量法在有效、快速、准确地定量检测魔芋葡甘聚糖中掺假羧甲基纤维素的可行性。

关键词：魔芋葡甘聚糖傅里叶近红外光谱羧甲基纤维素掺假偏最小二乘法快速鉴别

近红外光谱技术在南极磷虾粉水分、脂肪和蛋白质含量快速检测中的应用

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食品与发酵工业 2022年第4期48卷 243-249页

作者：苗钧魁张雅婷刘小芳于源冷凯良杨增光蒋永毅中国水产科学研究院黄海水产研究所农业部海洋渔业可持续发展重点实验室青岛市极地渔业资源开发工程研究中心山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东青岛266200 青岛菲优特检测有限公司山东青岛266111

利用傅里叶近红外光谱分析技术,以磷虾粉样品的实测值与模型预测值为基础,研究了采用最小二乘法建立磷虾粉原始样品与磷虾粉混合样品中水分、脂肪和蛋白含量近红外定标模型的可行性和准确性。结果表明,磷虾粉近红外图谱最佳预处理方式为... 详细信息

利用傅里叶近红外光谱分析技术,以磷虾粉样品的实测值与模型预测值为基础,研究了采用最小二乘法建立磷虾粉原始样品与磷虾粉混合样品中水分、脂肪和蛋白含量近红外定标模型的可行性和准确性。结果表明,磷虾粉近红外图谱最佳预处理方式为:标准正态变换预处理+一阶导数+Norris导数滤波;以磷虾粉混合样品构建的近红外模型较磷虾粉原始样品构建的模型在交互验证均方根误差、外部验证残差均方根(root mean square error of external prediction,RMSEP)(root mean square error of external prediction,RMSEP)和外部验证用样品真实值的标准差与RMSEP的比值(the ratio of the RMSEP to standard deviation of reference data in the prediction,RPD_(EV))等参数有所提升;经预处理后,定标模型的建模相关系数、交互验证相关系数和外部验证相关系数(correlation coefficient in external validation,R_(EV))三类相关系数除脂肪的R_(EV)为0.9058,其余均在0.94以上,RPD均大于2.5,证明磷虾粉近红外定标模型对3个成分均有较好的预测准确性。该研究可为实现南极磷虾粉品质指标的船载近红外快速检测提供参考依据。

关键词：磷虾粉傅里叶近红外光谱定标模型快速检测

近红外光谱技术结合iPLS_SPA波段筛选在黄水酒精度预测模型中的应用

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现代食品科技 2023年第4期39卷 311-317页

作者：罗琪庹先国张贵宇罗林翟双曾祥林四川轻化工大学自动化与信息工程学院人工智能四川省重点实验室四川宜宾644000 西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010

为实现白酒发酵过程中黄水酒精度的快速检测,研究采用傅里叶近红外光谱(FT-NIR)技术对黄水进行光谱采集,并且采用偏最小二乘回归(PLSR)法建立酒精度预测模型。为减少全光谱的数据冗余降低复杂度,提升建模准确率,将连续投影算法(SPA)与... 详细信息

为实现白酒发酵过程中黄水酒精度的快速检测,研究采用傅里叶近红外光谱(FT-NIR)技术对黄水进行光谱采集,并且采用偏最小二乘回归(PLSR)法建立酒精度预测模型。为减少全光谱的数据冗余降低复杂度,提升建模准确率,将连续投影算法(SPA)与间隔偏最小二乘法(iPLS)联用,对整个谱区进行特征波段筛选,并用决定系数R2与预测均方根误差(RMSEP)评价预测模型。结果表明:与原始数据集相比,经过异常样品剔除、预处理、特征光谱筛选后预测模型,预测集R2也从最开始的0.702变为0.952,提升35.61%;预测RMSEP从3.812变为1.367,降低64.14%;变量数也从2,203逐步下降到99,降低了95.51%。说明在减少非相关信息与噪声的同时,模型的复杂度也得到极大改善,并且模型的稳定性与准确度得到了有效提升,最终实现黄水酒精度的快速无损检测,以期为白酒发酵领域提供一种新的可能性,为近红外在白酒发酵副产物中的检验提供理论基础。

关键词：黄水酒精度傅里叶近红外光谱间隔偏最小二乘法连续投影算法

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近红外光谱检测技术在碳纤维生产中的应用

合成纤维 2023年第10期52卷 47-50页

作者：马玉红潘海英宁瑾花中复神鹰碳纤维西宁有限公司青海西宁810000

为了找到碳纤维工业化生产过程中对批量聚合液与原丝品质便捷、准确、快速检测评价的方法,将傅里叶近红外光谱检测技术应用于干喷湿纺聚丙烯腈聚合液的固含量和原丝含油率、含水率的检测中,并与干燥失重法和索氏萃取法进行了对比,试验... 详细信息

为了找到碳纤维工业化生产过程中对批量聚合液与原丝品质便捷、准确、快速检测评价的方法,将傅里叶近红外光谱检测技术应用于干喷湿纺聚丙烯腈聚合液的固含量和原丝含油率、含水率的检测中,并与干燥失重法和索氏萃取法进行了对比,试验结果表明,傅里叶近红外光谱检测方法可以成功配套高效、大规模的高性能碳纤维生产工艺,满足高频次样品快速检测需求。

关键词：碳纤维傅里叶近红外光谱固含量含油率含水率

青稞特征营养成分含量快速检测模型的建立及优化

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食品工业科技 2024年第18期45卷 228-238页

作者：杨焰婷江谧詹瑞玲夏虎曹亚楠万燕任远航彭镰心成都大学农业农村部杂粮加工重点实验室四川成都610106 四川省杂粮产业化工程技术研究中心四川成都610106 甘孜藏族自治州农业科学研究所四川康定626000

本文以76份青稞为研究对象,利用近红外光谱仪采集青稞4000~10000 cm-1波段光谱,并联合其水分、β-葡聚糖、直链淀粉、蛋白质实测含量数值,构建了基于近红外光谱技术的青稞特征营养成分含量快速检测模型。结果显示,SG卷积平滑(Savitzky G... 详细信息

本文以76份青稞为研究对象,利用近红外光谱仪采集青稞4000~10000 cm-1波段光谱,并联合其水分、β-葡聚糖、直链淀粉、蛋白质实测含量数值,构建了基于近红外光谱技术的青稞特征营养成分含量快速检测模型。结果显示,SG卷积平滑(Savitzky Golay,SG)是水分、直链淀粉、β-葡聚糖含量的偏最小二乘法(Partial Least Squares,PLS)预测模型的最优光谱预处理方法,而SG卷积平滑+多元散射校正(Multiplicative Scatter Correction,MSC)是蛋白质含量的偏最小二乘法(PLS)预测模型的最优光谱预处理方法。为进一步提高青稞各成分含量预测模型的准确性,考察了竞争性自适应重加权法(Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS)、连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)和变量组合集群分析混合迭代保留信息变量法(Variables Combination Population Analysis and Iterative Retained Information Variable,VCPA-IRIV)特征波长选择算法对模型预测结果的影响。结果表明,VCPA-IRIV处理可有效提高水分、直链淀粉、蛋白质含量预测模型的预测决定系数,降低预测均方根误差;CARS对β-葡聚糖含量预测模型优化效果显著。基于上述最优方法建立的青稞水分、β-葡聚糖、直链淀粉、蛋白质实测含量预测模型,其预测相关系数分别为0.9868、0.9808、0.9701、0.9879;预测均方根误差分别为0.2042、0.1846、0.8135、0.2095。综上,本研究建立的基于近红外光谱的青稞特征营养成分含量快速检测模型具有较高的准确性,对加工企业快速了解原料品质及高效筛选合格原料有一定指导意义。

关键词：傅里叶近红外光谱青稞水分 β-葡聚糖直链淀粉蛋白质

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