- 中国农业大学韩东海课题组
韩东海,中国农业大学食品科学与营养工程学院教授,博士生导师。
该实验室主要以食物为对象,利用近红外等高新技术致力于食品内部质量无损检测的研究。形成了以水果在线检测、田间地头监控、实验室分析为特色的研究方向,实现了水果糖度、酸度、硬度、成熟度、褐变、糖心等指标的快速检测。同时还涉及到牛奶、奶酪、白酒、葡萄酒发酵液、西洋参、腐乳、谷物等物料。现有水果品质专用近红外在线检测试验台、水果品质专用近红外便携仪、近红外光谱分析傅里叶变换通用仪器等。
- 通用模型同时测苹果梨桃可溶性固形物含量
研究背景:
在现有的水果近红外检测应用模型中,一般是一个模型对应一种水果,有时同类水果品种间差异较大时也需另建模型。模型过多势必给管理带来困难,如图1所示。为此,该课题组尝试了将苹果、梨和桃三种水果建成一个模型,进行糖度的预测。
图1 理论基础:
三种水果虽然差异很大,但光谱所能显示的三种水果的理化信息非常相似,故将三种水果建成一个模型是可行的,如图2所示。
图2 关键问题一:
为了获得理化特性各异的三种水果理想光谱,该课题组选择了不同积分时间,因此导致光谱间产生差异,如图3所示。
经SNV处理,进一步缩小了三者物理性质的差距;采用SG平滑后,消除高频噪声;通过二阶导数,消除不同积分时间影响,放大有效信息,如图4所示。
图3
图4
关键问题二:
三种水果独立建模时,其波长范围或特征波长各不相同,为此,该课题组先通过MWPLS选择各自最佳波段,然后取其最大包容波段建模取得良好效果,如图5所示。
采用SPA进行特征波长选择,如图6所示。
图5
图6
建模效果:
分别计算三种波段所见模型对苹果、桃、梨SSC的预测能力,除全波段外,得出RMSEP均小于0.5°Brix的结论,如图7和表1所示,满足生产实际要求。
图7
表1 PLS模型与MLR模型
- 上述研究所涉及仪器
近红外水果品质便携仪ACCUNIR2000,生产厂家科丰恒业。
通用近红外便携仪SupNIR-1000,生产厂家聚光科技。