基于光譜和圖像技術(shù)的燕窩品質(zhì)快速無損檢測研究.pdf

1、燕窩作為一種名貴補(bǔ)品，有著較高的藥用和食用價(jià)值。由于燕窩產(chǎn)量有限，隨著需求量的增長，其價(jià)格逐年攀升。受巨大經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，燕窩市場以次充好、以假亂真的現(xiàn)象很普遍。現(xiàn)有的燕窩品質(zhì)檢測主要包括感官評(píng)定和理化分析，這些方法存在主觀性強(qiáng)、時(shí)效性差等不足而無法滿足市場需求。本文以燕窩樣本為研究對(duì)象，采用多種無損檢測技術(shù)對(duì)燕窩的摻假鑒別、產(chǎn)地區(qū)分、主要成分含量進(jìn)行了研究，期望建立一套對(duì)燕窩品質(zhì)進(jìn)行快速準(zhǔn)確檢測的體系。主要研究內(nèi)容和相關(guān)結(jié)論如下:

2、r>　　(1)正品燕窩樣本的收集及摻假燕窩的制備。收集了正品印度尼西亞和馬來西亞屋燕窩各36個(gè)，將各燕窩樣本研磨凍干制成粉末;以正品燕窩作為摻假基質(zhì)，分別與不同摻假物（蛋清、瓊脂、銀耳和豬皮）按照不同比例(50％，30％，10％，5％，1％)混合制成摻假燕窩樣本。
　　(2)燕窩摻假方式及摻假比例鑒別。研究采集了摻假燕窩的近紅外和中紅外光譜，并分別采用LDA和iLDA法建立摻假方式及摻假比例鑒別模型。結(jié)果表明，對(duì)于摻假方式鑒別，建

3、模結(jié)果最好的是近紅外，模型預(yù)測集識(shí)別率為86.4％;對(duì)于摻假比例鑒別，近紅外和中紅外均能達(dá)到很高的精度，對(duì)應(yīng)模型的預(yù)測集識(shí)別率均能達(dá)到100％。
　　(3)正品燕窩產(chǎn)地區(qū)分。研究提取了正品燕窩彩色圖像的顏色特征、近紅外光譜、中紅外光譜、高光譜感興趣區(qū)域(ROI)平均光譜、高光譜紋理特征分別采用LDA、KNN、LS-SVM及BP-ANN法建立產(chǎn)地區(qū)分模型，并比較各模型。結(jié)果表明，近紅外光譜和中紅外光譜建立的產(chǎn)地區(qū)分模型能夠達(dá)到較高的

4、精度，模型預(yù)測集識(shí)別率分別能達(dá)到100％和94.4％;顏色特征、高光譜ROI平均光譜及高光譜紋理特征建立的產(chǎn)地區(qū)分模型精度不是很高，對(duì)應(yīng)模型預(yù)測集識(shí)別率分別只能達(dá)到78.8％、62.5％、75％。
　　(4)燕窩主要組分（水溶性總糖、總蛋白、唾液酸）定量檢測。研究采用蒽酮比色法測定各樣本的水溶性總糖，凱氏定氮法測定總蛋白，高效液相色譜法測定唾液酸，所測得的含量作為參考值同近紅外光譜建立主要成分快速測定模型。結(jié)果表明，與其他定量建模

5、方法相比，最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)模型能夠達(dá)到更高的精度，對(duì)應(yīng)水溶性總糖、總蛋白、唾液酸預(yù)測模型rp分別為0.86、0.85及0.92，RMSEP分別為52.4、5.43及1.18mg/g。
　　(5)燕窩主要組分（水溶性總糖、總蛋白、唾液酸）在整個(gè)燕盞上的分布預(yù)測。首先，利用高光譜ROI平均光譜同各組分參考值建立預(yù)測模型（對(duì)應(yīng)水溶性總糖、總蛋白、唾液酸模型的Rp分別為0.83、0.84及0.91）;其次，預(yù)測燕盞上每一

6、個(gè)像素點(diǎn)區(qū)域?qū)?yīng)的組分含量;最后，以組分含量作為灰度值，進(jìn)行拉伸和偽彩色處理后得到各組分的分布圖。結(jié)果表明，水溶性總糖在燕蓋上的含量值較低（200mg/g左右），而在兩個(gè)燕腳附近含量值較高(450mg/g左右);總蛋白同水溶性總糖分布相反，其在燕蓋上含量值較高（600mg/g左右），而在兩個(gè)燕腳附近較低（420mg/g左右）;唾液酸分布均勻，只有零星幾個(gè)點(diǎn)含量較高。
　　本研究實(shí)現(xiàn)了燕窩品質(zhì)的快速、準(zhǔn)確、無損地檢測，對(duì)規(guī)范燕窩市場