近紅外光譜

1、近紅外光譜在果蔬品質(zhì)無損檢測中的應(yīng)用研究進展近紅外光譜在果蔬品質(zhì)無損檢測中的應(yīng)用研究進展摘要摘要本論文介紹了近紅外光譜無損檢測機理，近紅外光譜在果實品質(zhì)的定量分析和定性分析的研究概況，并對近紅外光譜對果實品質(zhì)無損檢測存在問題及前景做了簡單的分析。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞無損檢測；近紅外光譜；內(nèi)部品質(zhì)；果蔬1引言引言1.11.1果蔬無損檢測研究概況果蔬無損檢測研究概況果蔬品質(zhì)主要是指果蔬形態(tài)、顏色、密度、硬度以及含糖量、水分、酸度、病變等。果蔬品質(zhì)檢

2、測技術(shù)作為保障果蔬質(zhì)量、提升產(chǎn)品市場競爭力的一種手段，可以分為有損檢測和無損檢測兩種。有損檢測一般需要借助傳統(tǒng)的化學(xué)分析測定方法或是現(xiàn)代儀器分析方法(如高效液相色譜分析、氣相色譜分析、質(zhì)譜分析等)，測定過程比較煩瑣、人力物力耗費大、檢測成本非常高。無損檢測又稱為非破壞性檢測，是利用果蔬的物理性質(zhì)，如力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和聲學(xué)性質(zhì)等，在獲取樣品信息的同時保證了樣品的完整性，檢測速度較傳統(tǒng)的化學(xué)方法迅速，且能有效地判斷出從

3、外觀無法獲得的樣品內(nèi)部品質(zhì)信息。目前，果蔬品質(zhì)與安全的無損檢測技術(shù)主要包括:光譜分析技術(shù)、光譜成像技術(shù)、機器視覺技術(shù)、介電特性檢測技術(shù)、聲學(xué)特性及超聲波檢測技術(shù)、力學(xué)檢測技術(shù)、核磁共振檢測技術(shù)、生物傳感器技術(shù)、電子鼻與電子舌技術(shù)等等。針對不同的檢測對象和檢測指標(biāo)，這些無損檢測技術(shù)各具優(yōu)勢。1.21.2近紅外光譜無損檢測研究概況近紅外光譜無損檢測研究概況近紅外光譜分析(NearInfraredSpectroscopy，NIR)技術(shù)是近十年

4、來發(fā)展最為迅速的高新分析技術(shù)之一，以其快速、簡便、高效等優(yōu)勢已被人們認識和接受，并且其應(yīng)用范圍也由谷物、飼料擴展到食品和果蔬等領(lǐng)域。水果是重要的農(nóng)產(chǎn)品消費者在選購水果時對于內(nèi)部品質(zhì)如口感、糖度和酸度等極為看重。組成信息外，還包含樣品的物理信息，如顆粒度等。近紅外光譜定性分析則通過區(qū)分同類物質(zhì)或不同類物質(zhì)在近紅外光譜或其壓縮變量組成的多維空間中的分布，考察未知樣品的光譜是否位于某類物質(zhì)所在空間。近紅外光譜儀的光譜響應(yīng)范圍很大程度上取決于檢

5、測器，通?；贑CD陣列檢測器的光譜儀檢測范圍含可見光波段，因而當(dāng)檢測器的檢測范圍涵蓋可見光波段時，可稱之為可見近紅外光譜分析。近紅外光譜(NearInfraredSpectroscopy簡稱NIRS)分析技術(shù)是一種間接測量技術(shù)。它運用化學(xué)計量學(xué)方法建立校正模型從而實現(xiàn)對未知樣品的定性或者定量分析。主要步驟包括:選擇有代表性的樣品并測量其近紅外光譜；采用標(biāo)準(zhǔn)或認可的參考方法測定所關(guān)心的組分或性質(zhì)數(shù)據(jù)；利用測得的光譜和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)

6、計量方法建立校正模型在光譜與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)前為減輕甚至消除各種因素對光譜的干擾需要采用合適的方法對光譜進行預(yù)處理；未知樣品組分或性質(zhì)的測定。在對未知樣品測定時根據(jù)測定的光譜和校正模型的適用性確定建立的校正模型是否適合對未知樣品進行測定如適合則測定的結(jié)果符合模型允許的誤差要求否則只能提供參考性數(shù)據(jù)。3近紅外光譜在果實品質(zhì)的定量分析概況近紅外光譜在果實品質(zhì)的定量分析概況3.1糖度測定糖度(Sugarcontent，SC)或可溶性固形物含量(S

7、olublesolidscontent，SSC)預(yù)測依舊是內(nèi)部品質(zhì)檢測研究的熱點，其次是酸度和堅實度，雖然檢測結(jié)果因儀器、品種、建模方法差異等不甚相同，總體而言糖度的預(yù)測結(jié)果相對較好；除了這幾個常規(guī)指標(biāo)外，有部分研究結(jié)合其他儀器分析方法(如高效液相色譜分析等)開展了成分糖(如果糖、蔗糖、葡萄糖)和成分酸(如蘋果酸、檸檬酸)的檢測，也有部分研究嘗試開展了針對檢測對象的特殊指標(biāo)檢測，如杏和香蕉中的類胡蘿卜素、葡萄中的單寧和糖化香氣化合物、藍