基于近红外光谱技术对草莓品质的快速检测及结果分析.pdf
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1、I FOOD INDUSTRY I 99基于近红外光谱技术对草莓品质的快速检测及结果分析文 宋白玉 赵桂云 孙健 江苏农林职业技术学院近红外光谱仪,这类设备成本不高,检测时不需要再做进一步处理。样品直接检测,运行成本低。此外,相关检测设备的自动化水平不断提高,可以满足用户的技能要求,检测结果准确可靠。目前,HSXD-2100台式水果近红外光谱分析仪广泛应用于草莓质量检测环节,基于近红外光谱测量技术和化学计量分析技术检测草莓品质可以快速完成现场筛选和过程监控,保证产品质量。HSXD-2100是河南华商兄弟科技有限公司推出的一款台式水果近红外光谱分析仪,可进行无损、快速的水果品质鉴定和现场品质分析
2、,提供全方位服务,用于水果种植、管理、分级分类、病害筛查、储运管理等环节,能够保障产品质量。这个测试设备有多项特点,可在不破坏果实的情况下进行无损抽样检测,不影响商业流通。它还可以快速检测样品,检测时间仅需5秒。近红外光谱快速检测设备可以实现以下功能。第一,种质确认。近红外光谱快速检测设备可以实现水果育种快速检测。第二,种植管理。近红外光谱快速检测设备可以监测水果的生长过程,是现代栽培、施肥、采收的有力保障,在各生产开发工作中具有一定的应用价值。2.近红外光谱技术在草莓检测中的具体应用2.1草莓糖分检测应用含糖量决定了草莓的甜度和口感,是草莓质量控制的主要指标之一。目前,水果的含糖量多采用糖度
3、计进行测量,但这种检测方法耗时草莓成分的具体表征在一定程度上可以反映草莓的品质特性、性状和营养成分,也可以反映草莓加工品营养成分的流失情况、原料配比和工艺合理性。在基于近红外光谱的草莓成分分析中,蛋白质是研究最多的成分,也是同类产品质量控制的重要因素。另一种是水,它是成分分析的重要内容,是某些固体的必要贮存控制因素和价值影响因素。另外还包括测定脂肪、糖、维生素等成分的制剂。基于近红外光谱技术对草莓品质进行检测,可以提升产品品质,更好地满足消费者对产品的口味、感官和营养需求。基于近红外光谱仪对草莓成分进行测定,综合评价相关草莓品种的营养状况和品质,能确保消费者在购买前了解产品,为草莓生产加工奠定
4、基础,促进食品生产水平和效率的显著提升。1.近红外光谱技术原理及其应用价值1.1技术原理当材料吸收光能以促进分子振动从基态到更高能态转变时,通常会产生近红外光谱吸收。近红外光谱记录了源自分子化学键基频振动的倍频和频率切换信息,这些信息以含氢基团的倍频和频率重叠为主。一般来说,测量的对象是X-H氢振动的双频和合频吸收。不同基团在近红外区有不同的吸收位置。因此,基团的数量、性质和氢键的存在会影响光谱峰的位置和硬度。同时,近红外光谱与化学计量学方法的结合可以测定化学样品的一些性质,如浓度、酸度等。在传感技术领域,基于近红外光谱的草莓品质评价方法可以在不影响草莓具体表征的前提下评价草莓的感官品质值,评
5、价结果客观,不受评价者的主观影响。其对应的特殊实验流程如下。第一,采集草莓样品并分类,创建模糊数学评分系统对第一组满足相关要求的产品进行评分,对第一批样品进行理化检验,审核关键指标,公示红外光谱分析以获得近红外光谱数据。第二,确定第二批样本的显著性;建立基于近红外光谱的关键参数定量预测模型。第三,采用基于红外传感器的草莓品质评价模型对草莓的感官品质水平进行评价。1.2近红外光谱检测技术在草莓检测中的应用价值将近红外光谱检测技术应用于草莓品质检测的价值主要体现在以下几个方面。第一,绿色、清洁、无污染、使用方便。在草莓快速检测中,应用近红外光谱技术,需要同时使用草莓样品和检测试剂,通过采集草莓的光
6、谱信号来达到观察的目的。采用该技术可以保证检测过程无污染、清洁、环保,样品无需加工即可直接检测,操作使用也十分方便。第二,精准高效。在采用近红外光谱快速检测技术中的漫反射技术可以直接对样品进行检测。在专项技术分析中,采用多元校正方法,建立能在短时间内进行有效检测、观测结果准确度高、误差小的定量和定性分析模型,保证检测过程和检测结果的精准性。第三,成本低。近红外光谱是一种快速检测技术,在草莓感官品质检测中使用该项技术,通常只需要一台检测TEST100 I FOOD INDUSTRY I长,而且需要将糖度计插入水果内部,破坏水果的表面结构。水果糖分的含量分布不一定均匀,该方法不能全面检测水果的总糖
7、含量。这时,就可以使用近红外光谱分析技术来实现。对草莓进行近红外光谱照射。结果表明,在200-1100nm的波长范围内,利用PLS法制备的糖分分析模型的预测精度相对较高,误差较小。2.2草莓可溶性固形物检测中的应用由于草莓是一种难以储存和运输的水果,检测其可溶性固形物的目的是更好地评估草莓的成熟度和口感。对破损草莓进行检验的目的是防止个别草莓受损,经检验,草莓完好无损,仍可销售。在草莓产品的深加工中,还可以利用近红外光谱仪检测溶解性固形物浓度,以确定不同加工方法对草莓溶解性固形物的破坏力,从而找到最有效的检测方法。一种保留草莓中大部分可溶性固形物的方法可以最大限度地发挥草莓的营养和风味优势,更
8、好地满足消费者的需求。草莓的可溶性固形物包括糖、酸、维生素等。这些物质是评价草莓成熟度、天然品质和加工特性的重要指标。将近红外光谱应用于草莓检测,利用近红外光谱技术建立草莓溶解性固形物检测模型,可以获得更好的预测结果。2.3在草莓硬度测试中的应用硬度是衡量草莓等易碎果实品质和贮藏条件的重要指标,也是决定果实成熟和采收时间的最重要指标之一。草莓硬度测试可以确定其是否经过储存、包装、运输等。用近红外光谱分析技术检测草莓硬度可以取得理想的识别结果。通过改进最小二乘法,将其应用于草莓硬度测试,可形成识别精度高、技术性强的草莓硬度测试模型。2.4在草莓酸度检测中的应用草莓中含有不同的有机酸、无机酸和酸性
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