PDF《物含量》

2 材料与方法 2.1 试验材料 试验选用的山东烟台红富士苹果购自本地批发 市场, 挑选

62 个苹果, 外形端正, 最大横径均为

80 mm 左右.用湿布将苹果表面擦净, 编号后置于空调 室内

24 h.试验操作均在

20 ℃的空调室内完成. 2.2 光谱数据采集 采用两种近红外光谱仪, 一种为 USB2000+微 型便携式光谱仪(美国 Ocean Optics 公司), 检测波长 350~1025 nm, 共2048 个波数点, 信噪比为 250∶1;

另一种为 AntarisⅡ傅里叶变换近红外(FT-NIR)光谱仪 (美国 Thermo Fisher 公司), 检测波长为 1000~2500 nm. 结合自行搭建的光谱采集平台, 利用 USB2000+ 光谱仪采集样本的半透射光谱数据. 图1为光谱采集 平台示意图,

6 个卤素灯光源(Philips, MR16 12V 50W) 均匀安置于托盘的周围;

在托盘下方安装凸透镜和 一个可以上下调节的准直透镜, 以汇聚透射光线;

托 盘中心附有一层黑色软质材料, 以防漏光;

托盘表面 涂有反光材料, 增加光照效率.光谱采集参数设置积 分时间为

100 ms, 平均采集次数为 4, 平滑窗口为 6. 使用 FT-NIR 光谱仪采集样本的漫反射光谱数据, 采 集条件设置以仪器内置背景为参比, 积分球漫反射, 扫描范围为 10000~4000 cm?1 , 扫描次数

16 次, 分辨 率为

8 cm?1 . 光谱采集点均以苹果最大横径处每旋转 120°为采集, 取三条光谱的平均值作为样本的光谱 曲线.图2为两种不同采集方式的平均光谱曲线.

1、卤素灯光源;

2、检测样本;

3、黑色软质材料;

4、采样托盘;

5、 试验平台;

6、凸透镜;

7、准直透镜;

8、光纤;

图1样本的半透射光谱采集方式 Fig.

1 Sampling spectrum data by semi-transmission mode 2.3 可溶性固形物含量检测 光谱采集结束后, 取苹果的可食用部分进行榨 汁、过滤后用数字阿贝折射仪(WAY-2S, 上海精密科 学仪器有限公司)检测可溶性固形物含量(SSC), 三次 测量取相近两次的平均值.表1为62 个试验样本按 2∶1 的比例分为校正集与验证集的可溶性固形物含 量统计结果. 2.4 光谱处理 观察图 2, 由FT-NIR 采集得到的漫反射光谱噪 声较小, 波形平滑, USB2000+采集得到的半透射光 谱曲线, 两端噪声较大, 结合 700~900 nm 为近红外 评判水果内部品质指标的 诊断窗口 [13] , 故选择区 间550~900 nm 作为样本可溶性固形物的光谱分析区 域.为减少样本的光谱差异, 比较不同的光谱预处理 方法对模型性能的影响, 采用多元散射校正(MSC)、 标准归一化(SNV)、平滑以及一阶导数等几种预处理 进行比较. TQ analyst v8.1 (美国 Thermo Nicolet 公司) 光谱分析软件将用来对光谱数据进行预处理和建立 模型, 并在 Microsoft Excel2003 中........