基于多元散射校正和偏最小二乘(MSC/PLS)的傅里叶变换近红外光谱检测蜂蜜中还原糖

为快速无损测定蜂蜜的还原糖,提出一种用近红外光谱技术进行检测的新方法.选用SN/T0852-2000铁氰化钾滴定法作为光谱还原糖测定的标定方法,用不同光谱预处理方法对模型的影响进行比较.首先用MSC对光谱数据进行校正,在经过Norris导数平滑法对原始光谱进行预处理消除噪声.利用光谱专用分析软件TQ Analyst7.2,建立偏最小二乘(PLS)校正模型.最优光谱模型校正相关系数(R)、校正相关均方差(RMSEC)、预测相关均方差(RMSEP)、交互验证相关系数(Rcv)、交叉验证均方差(REMSECV)分别为0.970 56,1.21,1.54,0.962 67,1.36.结果表明,应用多元散射校正(MSC)处理,并经过Norris二阶导数平滑后的PLS模型优于经典PLS算法所建立的模型. 用MSC对光谱数据进行校正,在经过Norris导数平滑法对原始光谱进行预处理消除噪声.利用光谱专用分析软件TQ Analyst7.2,建立偏最小二乘(PLS)校正模型.最优光谱模型校正相关系数(R)、校正相关均方差(RMSEC)、预测相关均方差(RMSEP)、交互验证相关系数(Rcv)、交叉验证均方差(REMSECV) 别为0.970 56,1.21,1.54,0.962 67,1.36.结果表明,应用多元散射校正(MSC)处理,     

基于近红外光谱技术的黄桃脆片可溶性固形物和硬度定量检测方法

以多批次黄桃脆片为分析对象,分别采集了可见/短波近红外光谱(400~1000 nm)和长波近红外光谱(1000~2500 nm)原始信息,分别采用标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)、移动平均平滑(MS),一阶导数(1-Der)预处理后,建立了全波段线性偏最小二乘法(PLS)和非线性支持向量机(SVM)预测模型,并结合外部试验进行可行性验证。结果表明,基于MSC-SVM的可见/短波红外光谱模型对可溶性固形物预测效果最佳,验证集的决定系数(R p)、预测均方根误差(RMSEP)、相对预测偏差(RPD)分别为0.761,1.998%和1.532;而基于MSC-SVM的长波近红外光谱模型对硬度预测效果相对最佳,对应R p、RMSEP和RPD分别为0.862,0.292 kg和1.991。基于近红外光谱系统可以实现对大批量黄桃脆片品质参数的快速无损检测。     

基于近红外技术快速检测棉籽饼粉水解液中氨基氮含量

利用近红外(NIR)光谱技术结合偏小二乘(PLS)的方法,通过分别选择不同波长、不同光谱预处理方法,建立并优化棉籽饼粉水解液中氨基氮含量校正模型。波长选择为1 300¹ 800 nm,采用光谱预处理阶导数+减条直线,得到校正模型的交叉验证均方根(RMSECV)为0.457 g/L,决定系数(R2)为0.927 2,剩余预测偏差(RPD)为3.71。并对校正模型进行外部检验,预测含量与实际含量进行对比,决定系数为0.944 5,平均相对误差为5.05%。结果证明预测模型能够快速、准确地对棉籽饼粉水解液氨基氮含量进行预测和监控,为建立棉籽饼粉水解液评价系统奠定定基础。     

乳粉中蛋白质和脂肪的近红外定量模型优化研究

对乳粉中蛋白质和脂肪近红外定量模型的优化进行了研究。结果表明:利用全波段光谱建立的模型,蛋白质和脂肪的模型预测评价参数分别为:校正集预测偏差(RMSECV)为2.837、2.984,内部交互验证标准偏差(RMSEP)为3.406、3.751,交互检验相对偏差(RPD)为2.6、2.5。经过波长优选后,蛋白质和脂肪优选的波数范围分别为(9403.5~7498.1)cm-1、(9403.5~6098)cm-1,蛋白质和脂肪的模型预测评价参数有一定的提高,分别为RMSECV 1.963、2.317,RMSEP 2.396、3.035,RPD 2.9、2.6。通过正交试验对定标方法和光谱预处理方法进行了优化:蛋白质的最佳参数组合为:定标方法为改进偏最小二乘法,多元离散校正,一阶导数处理,导数处理间隔点为8,平滑处理间隔点数为4,二次平滑处理间隔点数为1,目标函数达到98.25%;脂肪的最佳参数组合为:定标方法为偏最小二乘法,散射校正为多元离散校正,导数处理为二阶,导数处理间隔点为1,平滑处理间隔点数为4,二次平滑处理间隔点数为4,目标函数达到95.26%。     

基于ATR-FTIR结合CARS算法测定蜂王浆中水溶性蛋白质和总糖含量

采用衰减全反射-傅里叶中红外光谱法（ATR-FTIR）和竞争性自适应重加权采样法（CARS）,结合理化分析,建立快速测定蜂王浆中水溶性蛋白质、总糖含量的方法。基于CARS法,采用Savitzky-Golay平滑和一阶导数对原始光谱预处理,筛选出84个特征波长点,模型对水溶性蛋白质预测效果最好,校正集和验证集的相关系数分别为0.9631和0.9771,RMSECV和RMSEP分别为0.0913和0.0754。总糖的PLS定量模型筛选出111个特征波长点,采用Savitzky-Golay平滑和二阶导数处理后,结果最佳,校正集和验证集的相关系数分别为0.9750和0.9850,RMSECV和RMSEP仅为0.4485和0.4244,建模效果好。结论：基于CARS法筛选特征波长,采用ATR-FTIR和偏最小二乘法快速检测蜂王浆水溶性蛋白质和总糖含量是可行的,所建定量模型稳健性好,预测准确度高。     

磨盘柿可溶性固形物的可见/近红外漫反射光谱无损检测

研究可见/近红外漫反射光谱技术快速检测磨盘柿可溶性固形物的方法。在可见/近红外光谱区域(570～1848nm),对比分析不同数学建模算法、不同导数处理方法和不同散射及标准化处理的果实可溶性固形物定标模型。结果表明：应用改进偏最小二乘回归算法、一阶导处理和去散射处理所建果实可溶性固形物定标模型的预测性能较优,其定标交互验证相关系数(Rcv)和预测相关系数(Rp2)分别为0.8076和0.8085,定标交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.4546°Brix和0.4482°Brix。这表明,可见/近红外漫反射技术对磨盘柿可溶性固形物的快速无损检测具有可行性。     

红曲米中桔霉素、淀粉、水分含量的快速测定

采用近红外光谱技术构建红曲米中桔霉素、淀粉、水分含量的快速测定预测模型。分别采用偏最小二乘回归(PLS)、主成分回归(PCR)、多元线性回归(SMLR)构建所测组分的数学模型,以相关系数(R)、预测相对分析偏差(RPD)、预测均方根误差(RMSEP)、校正均方根误差(RMSEC)值来评价模型的综合性能。结果表明,MSC、SNV方法可以消除样品颗粒不均对光谱的散射影响;导数处理能够消除基线漂移问题;对于水分含量,只有PLS和PCR模型可用于较准确定量测定(RPD=2.45和2.81);对于淀粉,只有SMLR模型可用于较准确定量测定(RPD=2.58);对于桔霉素,3种模型的RPD值均小于2,虽然不能用于准确定量测定,但能满足定性分析或分级。为红曲米生产过程中桔霉素、淀粉、水分含量的快速检测提供新的方法,为红曲米质量的智能化控制提供新的途径。     

贵州不同品种苦荞品质及其对荞麦面条加工的影响

通过对贵州地区不同品种苦荞的灰分、水分、粗蛋白、粗脂肪、淀粉、直链淀粉、总糖、粗纤维、总黄酮、出粉率等指标进行测定,并结合不同品种苦荞粉对苦荞面条感官品质、蒸煮损失、拉伸特性、质构特性的影响,筛选出适宜加工苦荞面条的苦荞品种。结果表明:10个品种总黄酮含量均值可达2.07 g/100 g,黔苦7号中总黄酮含量(2.95±0.11)g/100 g显著多于其他品种(P<0.05),粗蛋白含量均值为10.91 g/100 g,黔苦7号粗蛋白含量最高(12.09±0.77)g/100 g,直链淀粉含量均值达到22.85 g/100 g,出粉率均值达到70.32%。在苦荞粉添加量40%,小麦粉添加量60%,面团含水量35%的条件下制作苦荞面条,黔苦7号感官评分最高,拉伸阻力最大,弹性较好,更适用于苦荞面条加工。     

莲藕淀粉含量的近红外光谱无损检测方法

应用近红外光谱技术无损检测莲藕的淀粉含量。对光谱数据的3种预处理方法进行了比较分析,再采用偏最小二乘法(PLS)和联合区间偏最小二乘法(SiPLS)建立了莲藕淀粉含量的近红外光谱分析模型。研究结果表明,经多元散射校正、一阶导数和平滑等结合的预处理,采用联合区间偏最小二乘法(SiPLS)建立的模型最佳;其校正集的相关系数(Rc)和均方根误差(RMSEC)分别为0.960 0和0.741 6,预测集的相关系数(Rp)和均方根误差(RMSEP)为0.923 8和1.050 6,可以满足实际应用要求。结论:利用近红外光谱技术对莲藕淀粉含量进行无损检测切实可行。     

增筋剂对苦荞面条品质的影响

以苦荞—小麦混合粉(1∶1)为原料制作苦荞面条,分别添加谷朊粉、沙蒿胶粉、瓜尔豆胶、魔芋精粉四种不同的增筋剂。研究增筋剂对苦荞面条蒸煮品质及感官品质的影响。结果表明:四种不同的增筋剂对苦荞面条的蒸煮品质和感官品质都有所改善。添加沙蒿胶粉的苦荞面条烹煮损失率和断条率最低,添加谷朊粉的苦荞面条的感官品质最好。综合评价四种增筋剂对面条品质的改善效果:谷朊粉沙蒿胶粉瓜尔豆胶魔芋精粉。当谷朊粉的添加量为2.5%时,苦荞面条的蒸煮品质和感官品质最好。     

近红外光谱结合化学计量学技术快速测定面条中马铃薯全粉的含量

马铃薯干物质的主要成分为淀粉,将其与面粉混合后采用传统工艺制作成的马铃薯面条,使用化学检测方法很难测定马铃薯面条中马铃薯全粉的含量和面粉的含量。本研究旨在建立一种快速检测面条中马铃薯全粉含量的方法,为市场监督部门提供技术支撑。以不同马铃薯全粉含量的面条样品236份为实验材料,采集样品近红外漫反射光谱,结合化学计量学软件建立并优化预测模型。结果表明:近红外光谱图范围为9403.6～5446.2 cm-1时,采用最小-最大归一化预处理光谱,建立的预测模型稳定性强预测精度高,预测模型的外部验证决定系数(R2val)为0.9775、预测均方根误差(RMSEP)为1.28%,斜率为0.95,模型的相对分析误差(relative prediction deviation,RPD)为4.74。采用近红外漫反射光谱技术可以快速预测面条中马铃薯全粉的含量,可以为市场监督部门提供技术支持。     

基于近红外建立荞麦营养成分快速检测模型

为探索一种快速、高效测定荞麦营养成分含量的方法,从内蒙古等地收集荞麦样品66份,采集样品近红外漫反射光谱图,并参照国标法测定样品水分、灰分、脂肪、蛋白质、淀粉含量,利用样品近红外光谱指纹结合化学计量学方法建立荞麦各营养成分的快速检测模型。结果,在10 000~4 000 cm-1波数范围内,分别对近红外光谱进行多元散射校正+一阶导数处理、一阶导数处理+标准正态变换及去趋势算法、无预处理、二阶导数+标准正态变换及去趋势算法,结合化学测定值建立的营养成分快速检测模型的校正和预测效果最佳;所建立的水分、灰分、脂肪、蛋白质、淀粉含量快速检测模型交叉验证决定系数R2分别为81.601 0%、94.086 2%、80.942 3%、99.897 5%、99.857 6%,外部验证决定系数R2分别为81.60%、94.09%、80.94%、99.97%、99.86%,且验证结果预测值及化学值差异不显著。建立的模型可以满足荞麦营养成分的快速检测。     

添加挤压苦荞粉对纯苦荞挂面加工及面条品质的影响

为提高纯苦荞挂面的加工适应性及面条品质,将挤压处理后的苦荞粉与生苦荞粉混合后制作纯苦荞挂面,将挤压苦荞粉的添加量及和面加水量结合探究其对纯苦荞挂面加工品质及面条品质的影响.通过面带的质构品质、面条的蒸煮及质构特性评价纯苦荞挂面的加工性能和食用品质.结果表明,随着挤压苦荞粉添加量的增加,面带的表面黏附力和抗拉伸力及面条的...     

淀粉组成对荞麦面条食用和烹调品质的影响

为比较不同品种荞麦挤压面条的煮制及食用品质差异,分析其与荞麦淀粉组成的关系,研究选取八种具有代表性的苦荞、甜荞麦品种,制成挤压面条,对其煮制损失、吸水率、质构特性及感官品质进行考察;同时测定荞麦粉的直链、支链淀粉含量,分析淀粉组成与荞麦挤压面条各品质间的相关性。结果表明：在粘性、拉伸力及感官评定三个食用品质评价指标中,甜荞面条优于苦荞面条;而在烹调品质方面,甜荞与苦荞间无显著差异。总的来看,面条品质甜荞以西农9976为最佳;苦荞以西农9920为最佳。相关性分析显示,直链淀粉含量与煮制损失间存在显著性正相关关系（r=0.878）;支链淀粉含量显著影响面条的吸水率（r=0.917）,粘性（r=0.740）和硬度评分（r=-0.689）。结果说明不同品种荞麦面条的食用品质差异显著,支链淀粉含量是影响荞麦挤压面条食用品质的重要因素。     

超微粉碎对苦荞面条品质特性的影响

为提高苦荞麦的利用价值和苦荞面条的食用品质,利用超微粉碎技术制备超微苦荞麦粉,考察超微粉碎和超微粉粒径对苦荞麦粉的粉质特性及其面条品质特性的影响。结果表明,随着粒径的减小,苦荞麦粉的破损淀粉质量分数显著增加（P＜0.05）,面粉亮度值由72.20升高至77.48。同时,随着粒径的减小,苦荞麦粉的峰值黏度、谷值黏度和最终黏度均显著上升（P＜0.05）。超微粉碎技术的应用提升了苦荞麦粉的整体糊化特性,使得面团能够更快成型,稳定时间延长,面团的黏弹性增强,内部网络结构愈发均匀致密。利用超微粉制作全苦荞麦面条,断条率显著下降（P＜0.05）,最佳蒸煮时间和蒸煮损失最多减少约50%,质构特性显著改善。     

提高苦荞醋黄酮含量的工艺研究

液态发酵苦荞醋过程中黄酮损失大,发酵液由于多糖含量高导致黏稠度大而影响生产。该实验以经过多糖、黄酮提取的苦荞粉为原料酿制苦荞醋,再将所提取的黄酮添加到苦荞醋中,在同样条件下以未提取多糖、黄酮的苦荞粉酿造苦荞醋为对照,探究苦荞破碎度、糊化与否、糖化时添加不同蛋白酶等条件对苦荞粉酿醋的影响。结果表明,苦荞破碎度＞40目、糖化后添加中性蛋白酶、不糊化等条件下,将提取的黄酮加入处理过的苦荞粉所酿制的苦荞醋中可有效提高黄酮含量,酿制的苦荞醋黄酮含量（5.20 mg/mL）,比对照（3.02 mg/mL）提高了72.19%。     

近红外特征光谱定量检测羊肉卷中猪肉掺假比例

利用近红外漫反射光谱技术结合化学计量学方法对解冻掺假羊肉卷,进行猪肉掺假比例的定量检测研究。按照不同肥肉占比和不同猪肉掺假比例,制备324?个样品,并利用近红外光谱仪采集其光谱数据。对原始数据进行SG（Savitzky-Golay）平滑、SG一阶导、SG二阶导、多元散射校正、中心化、标准正态变量校正等预处理,并利用偏最小二乘回归（partial least square regression,PLSR）进行建模分析,其中SG平滑结合一阶求导预处理的模型预测效果最优。针对最佳预处理光谱采用竞争性自适应加权采样（competitive adaptive reweighted sampling,CARS）算法进行波长筛选,并建立特征波长PLSR模型,模型预测效果得到提高。其中,校正集和验证集决定系数分别为0.983?6和0.972?5,校正集和验证集的均方根误差分别为0.043?7和0.057?7,范围误差比为7.62。应用该CARS-PLSR模型对检验集进行预测,真实值与预测值的相关系数为0.913?8,结果表明采用近红外光谱分析技术可以实现不同肥肉占比羊肉卷中猪肉掺假比例的定量检测。     

高添加苦荞面条的配方优化及其抗氧化活性分析

优化高添加苦荞面条的配方并研究其抗氧化活性。采用单因素实验和响应面试验,以综合评分为考察指标,确定高添加苦荞面条的最优配方;测定面团的热机械特性和面条蒸煮特性及其抗氧化活性。结果表明,高添加苦荞面条的最佳配方是:苦荞添加量62%、面粉添加量38%、蔗糖酯添加量0.4%、食用碱添加量0.2%、魔芋胶添加量0.4%、食盐添加量2%。改良组的面团蒸煮稳定性（C4/C3）优于纯小麦面条组,采用该配方制备的高添加苦荞面条（即改良组）综合评分最高。总酚含量及体外抗氧化活性结果显示,改良组面条的总酚含量及抗氧化能力显著高于纯小麦面条（P<0.05）,其中,改良组的总酚含量为9.11 mg GAE/g,DPPH·清除率为70.55%,ABTS+·清除率为87.73%;而纯小麦面条的总酚含量及DPPH·、ABTS+·清除率分别为1.11 mg GAE/g、36.70%、9.10%。通过蒸煮特性结果可以得出,无改良剂的苦荞面条其蒸煮损失率、断条率及面汤浑浊度显著大于纯小麦面条（P<0.05）,而改良组的蒸煮损失率、断条率与纯小麦面条差异不显著（P>0.05）,但面汤浑浊度差异显著。因此,本文优化后的高添加苦荞混合粉具有较高抗氧化活性及面条加工适性。     

基于不同预处理高光谱信息的鸡肉滴水损失率快速预测研究

本文旨在通过挖掘不同预处理高光谱(900~1700 nm)信息构建鸡肉滴水损失率的快速预测模型。首先采集每个鸡肉样本高光谱图像并提取图像感兴趣区域内的平均光谱信息,经基线校正(BC)、标准正态变量校正(SNV)、多元散射校正(MSC)、高斯滤波平滑(GFS)、归一化校正(NC)等五种光谱不同预处理,利用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)算法构建光谱信息与鸡肉滴水损失率之间的定量关系。然后分别基于回归系数法(Regression Coefficient,RC)、连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)和逐步回归算法(Stepwise)筛选出对模型精度影响较大的最优波长优化全波段PLS模型。结果显示,基于BC光谱的全波段PLSR模型(BC-PLSR)预测鸡肉滴水损失率效果更好(r_P=0.95,RMSEP=0.29%,RPD=3.07,ΔE=0.0024%)。利用Stepwise法从BC光谱中选取的14个最优波长(900.6、903.8、905.5、907.1、917.0、997.7、1162.2、1272.4、1354.8、1369.6、1410.8、1425.6、1584.1和1695.1 nm)建立的SW-BC-PLSR模型(r_P=0.97,RMSEP=0.24%,RPD=3.82,ΔE=0.0012%)和多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)模型SW-BC-MLR(r_P=0.97、RMSEP=0.22%、RPD=4.19,ΔE=0.0036%)预测鸡肉滴水损失率效果均良好。本试验表明,基于近红外高光谱信息可潜在实现鸡肉滴水损失率的快速预测。