近紅外光譜

1、近紅外光譜在果蔬品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展近紅外光譜在果蔬品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展摘要摘要本論文介紹了近紅外光譜無(wú)損檢測(cè)機(jī)理，近紅外光譜在果實(shí)品質(zhì)的定量分析和定性分析的研究概況，并對(duì)近紅外光譜對(duì)果實(shí)品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)存在問(wèn)題及前景做了簡(jiǎn)單的分析。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞無(wú)損檢測(cè)；近紅外光譜；內(nèi)部品質(zhì)；果蔬1引言引言1.11.1果蔬無(wú)損檢測(cè)研究概況果蔬無(wú)損檢測(cè)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(cè)技術(shù)作為保障果蔬質(zhì)量、提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一種手段，可以分為有損檢測(cè)和無(wú)損檢測(cè)兩種。有損檢測(cè)一般需要借助傳統(tǒng)的化學(xué)分析測(cè)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(cè)定過(guò)程比較煩瑣、人力物力耗費(fèi)大、檢測(cè)成本非常高。無(wú)損檢測(cè)又稱為非破壞性檢測(cè)，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(shí)保證了樣品的完整性，檢測(cè)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(wú)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(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要包括:光譜分析技術(shù)、光譜成像技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、介電特性檢測(cè)技術(shù)、聲學(xué)特性及超聲波檢測(cè)技術(shù)、力學(xué)檢測(cè)技術(shù)、核磁共振檢測(cè)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(duì)不同的檢測(cè)對(duì)象和檢測(cè)指標(biāo)，這些無(wú)損檢測(cè)技術(shù)各具優(yōu)勢(shì)。1.21.2近紅外光譜無(wú)損檢測(cè)研究概況近紅外光譜無(wú)損檢測(cè)研究概況近紅外光譜分析(NearInfraredSpectroscopy，NIR)技術(shù)是近十年

4、來(lái)發(fā)展最為迅速的高新分析技術(shù)之一，以其快速、簡(jiǎn)便、高效等優(yōu)勢(shì)已被人們認(rèn)識(shí)和接受，并且其應(yīng)用范圍也由谷物、飼料擴(kuò)展到食品和果蔬等領(lǐng)域。水果是重要的農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)者在選購(gòu)水果時(shí)對(duì)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(guò)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(cè)器，通?；贑CD陣列檢測(cè)器的光譜儀檢測(cè)范圍含可見(jiàn)光波段，因而當(dāng)檢測(cè)器的檢測(cè)范圍涵蓋可見(jiàn)光波段時(shí)，可稱之為可見(jiàn)近紅外光譜分析。近紅外光譜(NearInfraredSpectroscopy簡(jiǎn)稱NIRS)分析技術(shù)是一種間接測(cè)量技術(shù)。它運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立校正模型從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)量其近紅外光譜；采用標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)可的參考方法測(cè)定所關(guān)心的組分或性質(zhì)數(shù)據(jù)；利用測(cè)得的光譜和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)

6、計(jì)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(duì)光譜的干擾需要采用合適的方法對(duì)光譜進(jìn)行預(yù)處理；未知樣品組分或性質(zhì)的測(cè)定。在對(duì)未知樣品測(cè)定時(shí)根據(jù)測(cè)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(duì)未知樣品進(jìn)行測(cè)定如適合則測(cè)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(shí)品質(zhì)的定量分析概況近紅外光譜在果實(shí)品質(zhì)的定量分析概況3.1糖度測(cè)定糖度(Sugarcontent，SC)或可溶性固形物含量(S

7、olublesolidscontent，SSC)預(yù)測(cè)依舊是內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)研究的熱點(diǎn)，其次是酸度和堅(jiān)實(shí)度，雖然檢測(cè)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(cè)結(jié)果相對(duì)較好；除了這幾個(gè)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(kāi)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(cè)，也有部分研究嘗試開(kāi)展了針對(duì)檢測(cè)對(duì)象的特殊指標(biāo)檢測(cè)，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(lán)