基于高光谱技术的霉变稻谷脂肪酸含量无损检测

• 作者: 刘付 张仟仟 文韬 李立君 洪添胜 赵兵 郭鑫
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 脂肪酸 无损检测 模型 霉变稻谷 高光谱 特征波段
• 年，卷（期）: 2015,（18）
• 所属期刊栏目: 农产品加工工程
• 页码范围: 233-239
• 页数: 7页
• 分类号: S123|S51
• 字数: 4685字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.18.032

摘要

脂肪酸含量是表征稻谷霉变信息的重要指标。为了解决传统化学分析法测定稻谷脂肪酸含量有损、费时、低效等问题，该文研究应用高光谱技术实施霉变稻谷脂肪酸含量无损检测的方法。研究选取人工制备的不同霉变时期的稻谷样本作为研究对象，利用高光谱仪结合理化试验方法测定其相应的光谱信息和脂肪酸含量，运用移动窗口平滑法（savitzky-golay, SG）和一阶微分（first derivation, FD）对光谱数据进行预处理，采用连续投影算法（successive projections algorithm, SPA）提取反映稻谷脂肪酸含量变化的光谱特征波段，应用回归分析法建立基于特征波段光谱反射值的稻谷脂肪酸含量预测模型，对比分析不同光谱预处理方法的模型预测效果。研究结果显示，原始光谱数据通过 SG 平滑和一阶微分处理后，分别经SPA方法优选出了14和10个光谱特征波段；采用SG-SPA-MLR（multivariable linear regression）方法构建的模型质量和稻谷脂肪酸含量预测效果均优于FD-SPA-MLR模型，校正时其内部交叉验证的相关系数RCV和均方根误差RMSECV分别为0.9419、11.9646 mg/(100 g)；预测时其外部验证的相关系数RP和均方根误差RMSEP分别为0.9366、12.3550 mg/(100 g)，模型对不同霉变时期的稻谷脂肪酸含量均具有较强的预测能力。研究表明，利用高光谱技术对稻谷脂肪酸含量实施无损检测具有可行性，可为将来快速检测稻谷霉变提供参考依据。