PDF《物含量》

第3卷第5期食品安全质量检测学报Vol.

3 No.

5 2012 年10 月Journal of Food Safety and Quality Oct. ,

2012 基金项目: 国家自然科学基金项目(30771243) *通讯作者: 蔡健荣, 男, 教授, 博士生导师, 主要从事食品、农产品快速检测技术、收获机器人技术研究.E-mail : [email protected]. 可见/近红外光谱半透射法检测苹果中可溶性固形 物含量 袁雷明

1 , 高海宁

2 , 吕松1,蔡健荣 1* (1. 江苏大学食品与生物工程学院, 镇江 212013;

2. 镇江格瑞特仪器设备有限公司, 镇江 212013) 摘要: 目的 检验自行搭建的半透射光谱采集平台检测水果中可溶性固形物含量的可行性, 并比较不同光 谱采集方式对光谱模型的影响.方法 以红富士苹果为检测对象, 光谱采集平台中的 USB2000+光谱仪采集半 透射光谱数据, AntarisⅡ FT-NIR 光谱仪采集漫反射光谱数据, 同标准法检测得到的苹果可溶性固形物含量建 立偏最小二乘(PLS)模型, 并结合不同的预处理方式优化近红外光谱模型.结果 比较发现采用半透射的光谱 采集方式优于漫反射方式.半透射光谱采用平滑处理后模型预测性能最佳, 对样本预测得到相关系数为 0.937, 均方根误差为 0.517.结论 自行搭建的光谱采集平台可行, 为今后检测水果的光谱采集方式提供参考. 关键词: 可见/近红外;

无损检测;

半透射光谱;

苹果;

可溶性固形物含量 Non-destructive analysis of soluble solids content in apple by VIS/NIR semi-transmittance YUAN Lei-Ming1 , GAO Hai-Ning2 , LV Song1 , CAI Jian-Rong1* (1. School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China;

2. Zhenjiang Grate Equipment Co., Ltd, Zhenjiang 212013, China) ABSTRACT: Objective The feasibility of self-built platform by semi-transmittance mode acquired spectrum in detection of the soluble solid content (SSC) in apples was studied, and the difference of two spectral acquisi- tions on the model of spectral dataset was also compared. Methods Fuji apples were used as detected object. The semi-transmitted and diffuse reflectance spectral datasets were acquired by the USB2000+ and AntarisⅡ FT-NIR spectroscopes respectively, and were combined with the apples'

SSC determined by national standard method, to establish the partial least squares (PLS) models, which was optimized by several pretreatments. Results After comparison of the models, it was found that the spectrum acquired by semi-transmittance mode was better than diffuse reflectance mode, while the performance of the model showed the best after spectral smoothing, with the Rp of 0.937, as well as the RMSEP value of 0.517 for external samples. Conclusion The study showed that the self-built platform is useful for detecting apple fruit and can be a good reference for spectral acquisition of non-destructive determination in future. KEY WORDS: Vis/NIR;

non-destructive detection;

semi-transmitted spectrum;

apple;

soluble solids content 第5期袁雷明, 等: 可见/近红外光谱半透射法检测苹果中可溶性固形物含量

449 1 引言近些年来, 可见/近红外光谱分析技术已经广泛 应用于水果内部品质无损检测的研究[1,2] , 并且逐步 由实验室研究向实际生产、 在线检测方向发展[3,4] , 对 苹果[5] 、梨[6] 、柑橘[7] 、番茄[8] 、猕猴桃[9] 等水果内部 品质进行检测.随着光感技术的发展, 光谱仪越来越 微型化[10] , 极大方便了现场检测以及成本的降低[11] , 光纤光谱仪的出现, 更是加快了光谱检测技术应用 到实际生产的步伐. 当前, 基于可见/近红外光谱技术检测水果内部 品质, 虽有一些企业推出了商品化的便携式水果内 部品质检测仪, 却并未得到推广, 主要是价格昂贵、 检测精度有限. 这些检测仪主要以漫反射方式采集光 谱信息, 不能够有效反映水果的内部信息.为寻找有 效的光谱采集方式, Fraser 等人利用穿刺方法证实光 谱可在水果内部穿透[12] , 得到丰富的光谱信息但信 号较弱[13] .Fan[14] 采用透射方式采集苹果光谱信息, 认为模型受苹果摆放位置影响较大. 针对当前研究存 在的问题, 本研究设计了近红外光谱采集平台, 利用 USB2000+光纤光谱仪采集苹果的半透射光谱数据, 并同AntarisⅡ FT-NIR光谱仪漫反射方式采集光谱数 据进行比较.