蔬菜、水果及制品中营养成分检测方案(光纤光谱仪)

光谱改变生活复享光学股份有限公司 复享光学股份有限公司光谱改变生活 近红外水果分选 背景 近年来，随着农业科技的发展和人民生活水平的提高，国内外水果品种越来越多，人们对水果的品质也有了更高的要求。为了提高水果的加工质量和出品等级，需要对水果进行严格的质量分级和大小分级。 一般来说，水果的分选主要四类： 1、大小的分选，此分选大多使用机械方法分类，少数使用视觉传感非接触式分类； 2、重量分选，此分选主要通过电子称量的方法进行分类； 3、外观品质分选，此方法主要通过光电式色泽分选和计算机处理分选，通过计算水果的颜色和灰度等数据对水果的外观一致性进行分类； 4、内部品质分选，此类分选主要判断水果的糖度、酸度。以往，内部品质分选主要依靠破坏性检验方法，例如使用甜度计，近年来，通过光谱进行无损检测逐渐成为主流趋势。针对这一趋势，近红外傅里叶光谱仪已经不适用这种水果的品质分选，新型的微型光纤光谱仪凭借体积小、便携、快速、稳定性好的特点在工业在线光谱分析中获得了推广和普及，尤其适合水果的品质管理环节。 图1近红外水果在线分选现场 基本原理 近红外(NIR)，，谱区介于可见光(VIS)和中红外(MIR)之间，波长范围为780-2500nm， 其频率为130000-44000 cm-1， 该谱区覆盖了含氢基团(O-H、N-H、C-H)振动的倍频与合频特征信息。。含氢基团振动模型的倍频和合频会导致吸收重叠，致使 NIR 光谱对农产品而言，，一般有较宽的波峰。通常一张 NIR 光谱上的各个波峰同时有几种组分的信息，运用近红外光谱分析农产的质量时，需通过获取农产品(如谷物、水果等)反射的 NIR 光谱数据与成分含量已知的样品的光谱数据进行对比建立数据模型。 测试方法 NIR 应用于农产品检测时，可采用漫反射或漫透射方式，见下图。在检测过程中，漫透射方式需求大功率的光源，测量过程中，被测水果会在短时间内被加热；此外，漫透射方式对于被测水果的要求被测水果大小规格较为一致。 漫反射方式对于光源功率要求不像漫透射方式中那么高，对于被测水果大小也没有很严格的限制，但受测量面积的限制。 复享光学可根据不同的客户实际使用需求，提供基于上述两种测量方式的解决方案。 图2近红外水果检测方法--漫反射(图左)、漫透射(图右) 实验搭建 基于近红外光谱仪(NIR1700)、30积分球(IS-30-6-R)、大功率卤素灯(iDH2000H-HP)搭建的漫反射光谱测量系统，分别对表面完好以及表面有损伤的水蜜桃进行光谱测量。 图3水蜜桃漫反射测量结果 表面完好(good)以及表面有损伤(bad)的水蜜桃，分别在980nm、1160nm以及1450nm 附近有较宽的吸收峰，而且，容易看出表面完好的水蜜桃，在1450nm位置的吸收峰要明显大于表面有损伤的水蜜桃。 图4水蜜桃漫反射测量结果--数据处理后 对测得光谱进行数据处理后，曲线基本重合，在 1140nm(对应实际光谱1160nm)以及 1390nm(对应实际光谱 1450nm)附近的光谱变化，有很直观的区别。 结论 分析表皮完好的水蜜桃水分要远高于表面受损的水蜜桃(1450nm附近为水的吸收峰)。利用这点，可以使用近红外光谱测量系统，测量水果或农作物的鲜度以及是否受损。对于糖分以及淀粉的测定，则需要测量光谱的同时，利用化学方式测量糖分及淀粉作为参照，运用化学计量学方法建立测量模型，最终实现水果品质测量。 www.ideaoptics.com 通过近红外光谱，对水果实现各类品质，包括水分，糖分，损伤等无损检测，并进行品质分选。