小波消噪及其在小麦蛋白质含量近红外光谱分析中的应用

利用在小波变换下奇异信号和噪声在多尺度空间中的模极大值传递特性的不同,对33个小麦样品的近红外光谱信号进行了消噪处理,并利用小波消噪后重构光谱信号对小麦蛋白质含量进行偏最小二乘法交叉验证(PLS-CV).计算实例表明,在最大分解层数不同时,PLS-CV效果各不相同,但大多数的小波消噪重构光谱进行PLS-CV,相关系数R及测定系数R2都有提高,交叉校验预测均方差RMSPCV都有减小,特别在最大分解层数为6时,PLS-CV效果最好,较使用原始光谱进行PLS-CV,相关系数R从0.9222提高到0.9698,交叉校验预测均方差RMSPCV从0.8014减小到0.4983.因此,使用小波消噪方法有消除原始光谱的噪声的作用,从而使最终的PLS模型更有代表性、稳定、稳健,也提高了品质检测时模型预测精度.     

小波消噪及其在小麦蛋白质含量近红外光谱分析中的应用

利用在小波变换下奇异信号和噪声在多尺度空间中的模极大值传递特性的不同,对33个小麦样品的近红外光谱信号进行了消噪处理,并利用小波消噪后重构光谱信号对小麦蛋白质含量进行偏最小二乘法交叉验证(PLS-CV)。计算实例表明,在最大分解层数不同时,PLS-CV效果各不相同,但大多数的小波消噪重构光谱进行PLS-CV,相关系数R及测定系数帮都有提高,交叉校验预测均方差RMSPCV都有减小,特别在最大分解层数为6时,PLS-CV效果最好,较使用原始光谱进行PLS-CV,相关系数R从0．9222提高到0．9698。交叉校验预测均方差RMSPCV从0．8014减小到0．4983。因此,使用小波消噪方法有消除原始光谱的噪声的作用,从而使最终的PLS模型更有代表性、稳定、稳健,也提高了品质检测时模型预测精度。     

脐橙糖度近红外光谱在线检测的建模变量优选

【目的】采用小波压缩结合遗传算法,优选脐橙糖度近红外光谱在线检测的建模变量,提高在线检测精度。【方法】利用近红外光谱检测装置采集脐橙样品的光谱,并将其转换为反射比光谱,在700.28～933.79 nm波段,利用小波变换将一阶微分处理后的近红外反射比光谱变量压缩成小波系数变量。经遗传算法优选后,建立偏最小二乘法（PLS）模型,并对该模型的预测结果进行评价。【结果】利用小波压缩结合遗传算法优选变量建立的脐橙糖度PLS模型,预测效果最优,模型的相关系数为0.759,模型预测均方根误差为0.468 °Brix。【结论】采用小波压缩结合遗传算法对变量进行优选,可提高脐橙糖度近红外光谱在线检测的精度。     

基于随机森林算法的秦艽龙胆苦苷含量快速检测

【目的】基于近红外光谱技术，运用随机森林算法实现秦艽中龙胆苦苷含量的快速、准确、无损检测。【方法】采用HPLC法测定秦艽中龙胆苦苷的含量，正交信号校正结合小波压缩对原始光谱进行预处理，以抽取的小波系数作为光谱特征建立秦艽近红外光谱和龙胆苦苷含量之间的随机森林定量分析模型，同时对4种模型的预测结果进行了对比分析。【结果】原始光谱正交信号校正预处理后分别建立偏最小二乘和随机森林定量分析模型，偏最小二乘回归模型在验证集上的均方根误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.246 9和0.936 8，随机森林定量分析模型在验证集上的均方根误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.207 5和0.969 5。原始光谱正交信号校正后进行离散小波分解，抽取63个中低频小波系数分别建立偏最小二乘和随机森林定量分析模型，偏最小二乘回归模型在验证集上的均方根误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.212 6和0.950 3，随机森林定量分析模型在验证集上的均方根误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.166 3和0.980 4。【结论】通过小波多尺度分解降低了决策树之间的相关性，进一步提...     

柑橘园紫色土Fe/Mn/Zn含量近红外光谱监测模型研究

 【目的】探索建立基于近红外光谱技术的土壤微量元素监测技术。【方法】采集三峡库区（重庆）主要加工甜橙基地果园背景土壤样品168个,随机选取100个作为建模样本,其余为检验样本;测定所有样本的近红外反射光谱和土壤Fe、Mn、Zn全含量;运用最佳光谱预处理方法和偏最小二乘法（partial least square method, PLS）及内部交叉验证方法建立校正模型,并进行模型精度检验。【结果】变量标准化（standard normal variables,SNV）为土壤Fe、Mn、Zn含量近红外光谱预测的最佳光谱预处理方法;运用SNV光谱预处理和偏最小二乘法（PLS）及内部交叉验证法建立的土壤Fe、Mn、Zn含量校正模型,95%置信区间内的预测精度分别为92.65%、95.59%和95.59%。【结论】利用近红外反射光谱技术进行土壤Fe、Mn、Zn含量检测可行且精度较高。     

土壤养分的近红外漫反射光谱预测模型分析

针对土壤养分近红外漫反射光谱数据分析的预测问题,分别利用主成分回归和偏最小二乘回归的方法建立土壤样品的近红外漫反射光谱全氮含量的数学模型,比较模型的预测精度。研究结果表明,采用主成分回归法建模预测结果的均方根误差RMSEP为0.040;偏最小二乘回归法建模的RMSEP为0.034,通过模型验证得到的全氮含量预测值与实际值相关性分析得到主成分回归法决定系数R~2=0.873 1,偏最小二乘回归法R~2=0.903 5,表明偏最小二乘回归法所建模型预测精度优于主成分回归法。该研究为提高近红外光谱法土壤养分检测精度提供了依据。     

赣南脐橙可溶性固形物近红外光谱在线无损检测

通过应用近红外漫透射光谱技术结合最小二乘支持向量机等算法,探索脐橙可溶性固形物含量在线无损检测的可行性。139个样本被分成建模集和预测集(103∶36),分别用于建立检测模型和验证检测模型的预测能力。漫透射近红外光谱,经过一阶微分、多元散射校正和移动窗口平滑组合预处理后,分别建立了偏最小二乘、偏最小二乘支持向量机模型,经比较发现,偏最小二乘支持向量机模型的预测能力更强,模型预测的均方根误差和相关系数分别为0.6423%、0.9059。通过对比发现,主成分分析和径向基函数有利于提高最小二乘支持向量机模型的预测能力。结果表明:采用近红外漫透射光谱技术结合最小二乘支持向量机算法能够很好地实现脐橙可溶性固形物含量的在线无损检测。     

脐橙可溶性固形物的在线近红外光谱检测

【目的】应用近红外光谱漫反射技术在线检测脐橙内部的可溶性固形物含量(SSC)。【方法】以0.3m/s的速度、400W的光照强度获取脐橙(脐橙样品为97个,其中74个为校正集,23个样品为预测集)的漫反射光谱;对比不同光谱预处理方法(平滑、一阶微分、二阶微分等)对偏最小二乘回归(PLSR)所建预测模型性能的影响,建立PLSR、主成分回归(PCR)和多元线性回归(MLR)在线检测脐橙可溶性固形物含量的预测模型。【结果】在520~1 000nm光谱范围,卷积平滑(S-G)能有效提高光谱的信噪比,改善模型预测精度;基于PLSR所建立的预测模型较PCR和MLR更为理想,其预测相关系数(RP)为0.90,预测均方根误差(RMSEP)为0.61。【结论】利用在线近红外光谱技术检测脐橙可溶性固形物含量是可行的。     

基于GA-LSSVM的苹果糖度近红外光谱检测

【目的】结合遗传算法和最小二乘支持向量机(GA-LSSVM),优化苹果糖度近红外光谱检测的数学模型,提高模型的检测精度和稳定性。【方法】在GA-LSSVM模型建立过程中,采用遗传算法自动获取最小二乘支持向量机的最优参数。【结果】相比于偏最小二乘法(PLS)、传统最小二乘支持向量机(LSSVM)和遗传偏最小二乘法(GA-PLS)数学模型,GA-LSSVM法建立的模型预测效果最优,模型的相关系数为0.94,预测均方根误差为0.32°Brix。【结论】GA和LSSVM相结合的优化方法在提高苹果糖度近红外光谱检测精度和稳定性方面是可行的。     

基于小波滤噪和iPLS的草莓近红外光谱糖度检测模型

[目的]获得精度高、鲁棒性强的草莓近红外光谱糖度检测模型。[方法]利用K-S（Kennard-Stone）方法划分样本集,并用小波滤噪法对草莓1000～2500nm近红外光谱进行预处理,最后用偏最小二乘法（PLS）和区间偏最小二乘法（iPLS）分别建立预测模型。[结果]采用区间偏最小二乘法将光谱划分为20个子区间,利用其中的第16个子区间建立的糖度模型效果最佳,其校正时的相关系数Rc和校正均方根误差RMSEC分别为0．9355和0．259,预测时的相关系数邱和预测均方根误差RMSEP分别为0．9202和0．305。[结论]用小波滤噪和联合区间偏最小二乘法所建立的草莓糖度模型不仅能有效地减少建模所用的变量数,缩短运算时间,而且预测能力和精度均得到提高。     

Application of Wavelet Transform in the Prediction of Navel Orange Vitamin C Content by Near-Infrared Spectroscopy

This study was to search for an approach for rapid measurement of orange vitamin C （Vc） content. By using different decomposing levels of Daubechies 3 wavelet transform, the near-infrared spectra signals obtained from intact fruits of 100 navel orange samples were denoised, and the results of the predicted Vc contents for the corresponding samples determined by the reconstructed spectra after denoising were validated by means of PLS-CV （partial least squared-cross validation）. It was shown that the prediction effects verified by PLS-CV analysis varied when different wavelet transform decomposing levels were employed. At the wavelet decomposing level 4, the best prediction effect was obtained, with the correlation coefficient R between the prediction and true values being 0.9574 and the expected variance RMSECV being as low as 3.9 mg 100 g^-1. Furthermore, the 11 different approaches for the pretreatment of the near-infrared spectrum were compared. It was found that the calibration model established by PLS using spectra pretreated by wavelet transform denoising provided the best prediction for Vc content, exhibiting the highest correlation between the prediction and true values by cross validation. In conclusion, the near infrared spectral model denoised by means of wavelet transform can be used for accurate, rapid, and nondestructive quantitative analysis on navel orange Vc content.     

广东几个汁用甜橙品种的营养成分及香气组分初探

对广东5个汁用甜橙品种红江橙、雪柑、丰彩暗柳橙、化州橙、哈姆林橙进行了总糖、总酸、Vc、氨基酸等主要营养成分以及相关品种香气组分分析,结果表明:各甜橙品种果汁中的氨基酸种类齐全,含量较高;无籽少籽红江橙果汁糖酸比例最好,酸甜适口,可作为鲜榨果汁的首选原料;化州橙、哈姆林橙、雪柑的Vc含量均较高,每100 mL果汁中的Vc含量高达60 mg以上,是Vc的良好天然营养源。此外,采用气相色谱-质谱联用分析法对甜橙香气成分的分析结果揭示,萜类化合物可能是使红江橙具有独特浓郁橙香的主要组分。     

紫外分光光度法测定橙汁中维生素C的含量

[目的]为市售饮料中维生素C（Vc）的科学测定提供参考。[方法]利用Cu2＋催化溶解氧氧化Vc,建立紫外分光光度法测定橙汁中还原型Vc的方法,并对测定条件进行优化。[结果]采用磷酸和醋酸混酸溶液（3∶7,V∶V）作稳定剂,Cu2＋为催化剂,70℃恒温水浴中,测定市售橙汁饮品中Vc的含量,标准曲线方程为y=0.0714x＋0.1350,线性相关系数为0.9995。该方法精密度RSD（n=5）为0.35%,加标回收率为98.5%。[结论]建立了紫外分光光度法测定橙汁中Vc的方法,该方法简单、快速,结果令人满意。     

辣椒维生素C含量变化的初步研究

本研究测定食用青椒中长椒类不同品种的辣(半辛辣)椒的V_c含量为40.73～140.11mg/100g,灯笼椒类的甜椒为31.84～72.88mg/100g。果形指数大,果色深的V_c含量高,两者与V_c含量的相关系数分别为0.838、0.9300。F_1的V_c含量与其双亲的关系为F_1=19.11+0.748(P_1·P_2)~1/2果实由小长大,V_c含量逐渐提高,生理成熟期红椒达最高含量。保护地栽培的辣椒,比露地的辣椒V_c含量低,温室、大棚栽培的辣椒,比露地栽培的V_c含量分别低33.5％、37.9％。三要素中钾对辣椒V_c的影响最大,其次是氮,缺钾和缺氮的比氮磷钾处理V_c含量低30.8％和23.2％,低温下贮藏15天,V_c减少55.6％,作者还从光合能力及酶的活性方面探讨了V_c变化的生理生化实质。     

水杨酸对夏橙贮藏品质的影响

[目的]为夏橙采后贮藏提供理论依据。[方法]用0(对照)、0.1、0.3、0.5、1.0 g/L水杨酸(SA)溶液将奥灵达夏橙浸泡20 min后置于20～22℃温度下贮藏32 d,研究水杨酸处理对夏橙贮藏品质的影响。[结果]与对照相比,室温贮藏32 d后0.1、0.3、0.5和1.0 g/L水杨酸处理的夏橙果实失重率分别降低了1.1、3.3、1.6和2.2个百分点,腐烂率分别降低了5.3、10.6、7.3、4.2个百分点,可滴定酸含量分别增加了0.26、0.41、0.53和0.15 g/100 ml(果汁)。贮藏前夏橙果实TSS含量为10.6%,贮藏后对照、0.1、0.30、.5、1.0 g/L水杨酸处理的TSS含量分别为10.1%、10.1%、10.8%、10.8%、10.0%。贮藏后对照、0.1和1.0 g/L水杨酸处理的Vc含量较贮藏前下降较多,0.3 g/L水杨酸处理的Vc含量下降较少。[结论]0.3 g/L水杨酸处理对夏橙果实有较好的保鲜效果。     

嘎拉苹果多酚氧化酶性质及其抑制方法研究

从嘎拉苹果中提取多酚氧化酶(PPO),对其最适反应pH值、最适反应温度、热稳定性进行研究,同时研究了抗坏血酸(Vc)、NaCl、柠檬酸、蔗糖、柠檬汁和橘子汁对PPO活性的影响.结果表明:嘎拉苹果PPO的最适反应pH值为6.0,最适反应温度是45℃,在80、90、100℃分别处理280、240、200s时完全失活.NaC...     

菜用大豆籽粒发育过程中Vc及矿物质含量分析

【目的】了解菜用大豆籽粒发育过程中Vc及矿物质含量的变化规律,为优质菜用大豆的选育和生产提供理论依据。【方法】以熟期相近的9份菜用大豆品种为供试材料,在菜用大豆籽粒发育期分析籽粒Vc及钾、镁、钙、铁等矿物质元素的含量变化。【结果】随着菜用大豆籽粒的不断发育,其Vc含量呈先上升后下降的变化趋势,在花后50 d最高;钾元素含量呈一直下降的变化趋势,而钙元素含量呈逐渐上升的变化趋势;籽粒百粒鲜重、镁和铁元素平均含量呈现先上升后下降的变化趋势,其最高值出现在花后55 d。【结论】菜用大豆籽粒百粒鲜重、镁和铁、Vc含量的变化规律较相似,而钾和钙元素的含量变化规律有所不同。     

The effects of rootstocks on performances of three late-ripening navel orange varieties

Selection of rootstock is very important for citrus production. Besides its major role on resistance, the rootstock also can affect fruit production and quality. Currently, the main concerns on selection of rootstock for citrus production are compatibility and resistance, due to less information on the impacts of rootstock to the performance of scion varieties. This study aims to provide information on performances of navel orange varieties on different rootstocks. Three late-ripening navel orange varieties(Citrus sinensis var. Powell, Chislett and Banfield) grafted on seven rootstocks(Swingle citrumelo(C. paradisi× P. trifoliata), Carrizo citrange(C. sinensis×P. trifoliata), X639(C. reticulata×P. trifoliata), MXT(C. sinensis×P. trifoliata), Hongju(C. reticulata), Ziyang Xiangcheng(C. junos) and trifoliate orange(P. trifoliata)) were used as plant materials for comprehensive comparison of the performances on tree growth, fruit yield and quality in 21 scion–stock combinations. Investigation was carried out in these combinations in field nine years after planting. Vigorous growth of all the three late-ripening navel orange varieties was observed on Carrizo citrange with the largest canopy volume at 33.34 m3 and the highest yield at 29.43 kg per tree, but a low yield efficiency at 2.87 kg m–3. On the contrary, those on trifoliate orange had the smallest canopy volume at 10.79 m3 and the lowest fruit yield at 12.51 kg per tree, but the highest yield efficiency at 3.95 kg m–3. Rootstocks did not show significant effects on fruit size, fruit shape index, peel thickness and the edible rate of the fruits, but fruit quality was significantly affected by the rootstocks. Fruits from the trees grafted on trifoliate orange presented the best quality with significantly higher total soluble solids(TSS) content than those on Ziyang Xiangcheng and Hongju, and also the highest ratio of TSS/titratable acidity(TA). The TA content was observed from the fruits on X639 at 0.59 g 100 mL–1. Vitamin C(Vc) content of fruits on Hongju was the highest at 49.25 mg 100 mL–1. Growth vigor of the trees was positively correlated with fruit yield at an extremely significant level. The canopy volume was negatively correlated with yield efficiency, but positively correlated with compatibility index. Results of this study indicated that the rootstock has great impacts on the growth vigor of the tree, yield efficiency and quality of the fruit. In order to achieve good quality and yield efficiency for navel orange production, less growth vigor rootstock such as trifoliate orange is highly recommended.     

赣南4个脐橙品种果肉、果皮营养成分比较

采用Excel和DPS统计软件对赣南4个脐橙品种(纽荷尔、红肉、林娜、朋娜)果肉、果皮中的还原糖、总糖、总酸、Vc、黄酮以及氮、磷、钾元素含量进行分析。结果表明,4个品种果肉、果皮的还原糖、总糖、Vc含量差异分别呈极显著(P<0.01)水平,总酸含量差异分别呈极显著(P<0.01)、不显著(P>0.05)水平,黄酮含量呈不显著(P>0.05)、显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)差异水平,氮含量差异呈不显著(P>0.05)水平,磷、钾元素含量呈极显著(P<0.01)、显著(P<0.05)和不显著差异(P>0.05)水平。4个不同脐橙品种果皮中Vc、黄酮的含量均极显著地高于其果肉(P<0.01),其他成分除氮元素之外都极显著地低于果肉(P<0.01);脐橙果皮可作为提供Vc和黄酮的资源综合利用。     

用主成分分析法选择纽荷尔脐橙品质的评价因素

分析了中国24个产地纽荷尔脐橙成熟果实的单果重、果形指数、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc含量、果皮厚度、出汁率、果皮亮度值、果皮红色度、果皮黄色度等10个品质指标。主成分分析结果表明，6个主成分的累计贡献率达到92．16％，系统聚类结果显示可溶性固形物(或果皮红色度)、可滴定酸、Vc、出汁率、果皮亮度值(或果皮黄色度)、单果重(或果形指数或果皮厚度)共6个品质指标可以反映纽荷尔脐橙品质的绝大部分信息，从而简化了果实品质的评价因素，为制订评价纽荷尔脐橙品质指标提供了理论依据。