不同产地地枫皮的红外光谱和化学计量学快速评价

为实现不同产地地枫皮快速鉴别并筛选出高药效成分的种质,利用红外光谱结合主成分分析模型和簇类独立软模式法（SIMCA）对不同产地地枫皮药材进行检测,同时在主成分分析模型中提取载荷因子对其进行分析。结果显示:1）各产地红外光谱经过SNV标准归一化后,主成分分析模型中前3个主成分能够分析出代表87%的样品变量信息,样本在主成分空间中聚集成为7个不同的类别。2）SIMCA模型能成功地对不同产地未知地枫皮样本进行预测且判断准确率均达100%。3）载荷因子分析表明,A、B及E产地样本地枫皮素、厚朴醇及芳香类化合物的含量比其他产地高,不同产地样品中芳香类物质差异主要体现在槲皮素含量的不同。      

基于近红外光谱技术的茶鲜叶海拔高度判别模型建立

以不同海拔高度的茶鲜叶为研究对象,扫描获取其近红外光谱(NIRS)并筛选特征光谱区间后,分别应用逐步多元线性回归法(SMLR)、主成分回归法(PCR)和联合区间偏最小二乘法(Si-PLS)建立茶鲜叶海拔高度预测模型。结果表明,在5 542.41~6 888.48cm-1区间内,对原始光谱进行一阶导数+3点Norris平滑预处理后,建立的SMLR模型预测集相关系数和预测均方差分别为0.800 5和0.486;在4 929.16~6 965.62cm-1区间内,当主成分数为3时,对原始光谱进行一阶导数+3点Norris平滑预处理后,建立的PCR模型预测集相关系数和预测均方差分别为0.803 6和0.472;当将光谱划分为18个子区间、因子数为13时,选用[5 8 11 17]4个子区间建立的Si-PLS模型预测集相关系数和预测均方差分别为0.944 3和0.295。经比较,Si-PLS模型预测结果最佳。     

近红外光谱法快速测定甘蔗蔗汁蔗糖分

本试验应用傅立叶变换近红外光谱透射技术快速定量分析甘蔗蔗汁蔗糖分。利用内部交叉证实和自动优化功能对预测数学模型进行优化 ,得到蔗汁蔗糖分预测数学模型的决定系数为99.4 1% ,均方差为 0 .2 14;蔗汁蔗糖分近红外分析结果的准确度是可接受的。对近红外光谱技术在甘蔗科研和生产中的应用前景进行了讨论     

3种颜色玉米胚乳胚芽的FTIR结合聚类分析研究

[目的]研究玉米胚乳胚芽的傅里叶变换红外光谱,为鉴别不同种类玉米提供科学手段.[方法]利用傅里叶变换红外光谱技术,结合系统聚类分析对3种类型的玉米实体样本的胚乳胚芽进行研究.[结果]原始红外光谱700～1 800 cm-1总体特征相似,主要是由多糖、蛋白质、脂类等吸收谱峰组成,在此范围内3种样本的原始光谱存在微的差异.对光谱进行一阶导数和二阶导数处理,用二阶导数光谱进行系统聚类分析（HCA）,结果表明二阶导数光谱700 ～1 800 cm-1范围按玉米胚芽和胚乳样本聚类效果较好,52个样本能按3个种类很好地聚类,分类正确率达96.1％.[结论]红外光谱结合系统聚类分析方法可用于鉴别不同种玉米胚乳胚芽,具有方便、快速的优点.     

采用热重红外联用技术研究猪肉的热解特征

为了了解病害牲畜在回转窑内的热解失重过程,以猪肉为代表,采用TG-FTIR技术来研究猪肉的热解特性。结果表明,猪肉热解过程中,水分在蒸发的同时伴随有少量的小分子多肽、脂肪酸与酯类的挥发。蛋白质的热解活化能为80.8 k J·mol~(-1),其热解过程开始于180℃左右,并主导了热解过程的低温阶段(180~300℃)。而脂肪的热解活化能为206 k J·mol~(-1),其热解过程开始于280℃左右,主要处于热解过程的高温阶段(300~500℃)。两者的热解产物存在显著差异,蛋白质主要生成无机气体,包括CO_2、NH3和HCN,还会生成一些酰胺、羧酸和芳香烃。而脂肪主要生成有机气体,包括烃类、醛类、脂肪酸和芳香烃。另外,脂肪与蛋白质之间会产生相互反应,生成酰胺类物质,并加速热解进程。通过该研究,能够帮助病害牲畜回转窑热解焚烧炉的设计,并为随后利用该焚烧炉实现病害牲畜尸体的大规模处理提供理论依据。     

FTIR光谱主成分分析鉴别不同产地青稞

采用傅里叶变换红外光谱技术,通过主成分分析法对3个不同产地的19份青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.)种子进行了聚类分析.结果表明,3个不同产地青稞的平均红外光谱图整体上相似,借助指纹特征区域800～1 600 cm-1红外光谱,利用DPS统计软件对其进行主成分分析,其中前3个主成分累计贡献率超过99％,同时从荷栽图可知,3个主成分代表了样品在该段光谱上的主要信息,主成分空间中样品汇集成不同的类别,可基本鉴别不同产地的青稞.在某种程度上,样本分布密度稀疏,也反映了样本间的亲缘关系.该方法为无损鉴别不同产地青稞种子提供了一种简便快速的方法,可有效反映不同产地青稞种子主要化学成分的差异.     

应用近红外光谱技术快速检测黑加仑浆果的主要营养成分

为了快速检测黑加仑浆果中的营养成分,用近红外光谱分析仪测量了黑加仑果浆样品近红外光谱(波长918～1 045 nm)吸收值,并用多元线性回归(MLR)、主成分回归分析(PCA)、偏最小二乘法(PLS)建立了同时测定黑加仑果浆中总酸、维生素C、总糖、花青素含量的数学模型,并对以上三种回归方法进行统计分析.结果表明,用多元...     

甘蔗蔗汁锤度和还原糖分傅立叶变换近红外定量分析数学模型

以傅立叶变换近红外光谱技术为基础，采用透射测定方式和PLS算法，建立蔗汁锤度和还原糖分定量分析数学模型．蔗汁锤度和还原糖分预测数学模型的决定系数(R^2)分别为0．9990和0．9953，均方根差分别为0．1150％和0．0722％，预测误差接近常规分析方法的误差．     

近红外光谱定量分析技术在烟草和烟气化学成分分析中的研究进展

近红外光谱定量分析技术以其高效和快速的优点已经在烟草行业发挥了重要作用。首先详细介绍了近红外光谱分析技术的特点,包括其优点和应用局限;其次对近红外光谱定量分析流程进行了归纳总结;然后总结了近红外定量分析计量学方法,包括光谱预处理方法和近红外定量分析的化学计量学算法;最后综述了近年来近红外光谱定量分析技术在烟草和烟气化学成分分析中的应用状况并对其进行了展望。     

藜麦与灰灰菜的亲缘关系探究

目的揭示藜麦主要营养及抗氧化成分含量并评价藜麦种质资源品质状况。方法以筛选出的89个藜麦高代品系为材料进行主要营养及抗氧化成分含量的测定,并进行相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果89个藜麦品系主要营养及抗氧化成分含量的平均变异系数为36.83%,说明在不同藜麦品系之间存在较大的遗传特性差异,各指标变异系数均高于20%。其中,维生素E的变异系数高达49.78%,遗传变异最大,表明其变异范围更广;可溶性蛋白的变异系数最小 (20.09%),相对变幅较小。相关性分析表明：主要营养成分中总氨基酸与可溶性蛋白呈极显著负相关 (P<0.01),总淀粉和可溶性糖呈极显著正相关 (P<0.01),抗氧化成分中抗坏血酸和类黄酮呈极显著正相关 (P<0.01)。主成分分析显示：前5个主成分 (可溶性蛋白、类黄酮、总氨基酸、可溶性糖和总淀粉含量)的累计贡献率高达88.36%。聚类分析将89个藜麦品系聚为5类,其遗传特性与来源和颜色没有必然联系。结论筛选出滇藜-2、滇藜-12、滇藜-14和滇藜-111等4个具有较高综合利用价值的高代品系。本研究可为藜麦主要营养及抗氧化成分遗传特性分析与评价及新品种选育提供理论参考和材料基础。     

Rapid Non-destructive Detection for Molds Colony of Paddy Rice Based on Near Infrared Spectroscopy

Near infrared spectrometer technology under a wavelength range of 918-1045 nm was used to rapidly detect paddy rice that was stored at 5℃, 15℃ and 25℃. A total of 121 paddy rice samples were collected from artificial infection with moulds to build the calibration models to calculate the total number colony of moulds based on the principal component regression method and multiple linear regression method. The results of statistical analysis indicated that multiple linear regression method was applicable to the detection of the total number colony of moulds. The correlation of calibration data set was 0.943. The correlation of prediction data set was 0.897. Therefore, the result showed that near infrared spectroscopy could be a useful instrumental method for determining the total number colony of moulds in paddy rice. The near infrared spectroscopy methodology could be applied for monitoring mould contamination in postharvest paddy rice during storage and might become a powerful tool for monitoring the safety of the grain.     

傅里叶变换红外光谱结合判别分析法诊断蚕豆病虫害

为建立一种基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)结合判别分析的蚕豆病虫害诊断方法,以病虫害危害的蚕豆叶片样品FTIR数据为指标,采用逐步判别法,依据Fisher线性判别准则建立判别模型,对样品的病虫害种类和病原物类别进行诊断,比较了不同光谱范围和不同级别光谱数据以及挑选判别指标建立判别函数时5种方法的判别效果。结果表明,基于FTIR数据的判别分析能较好地诊断蚕豆病虫害种类和病原物类别,以波数1 800~1 200 cm-1的一阶导数光谱数据为判别指标进行诊断时效果较好;采用Unexplained variance逐步判别法对病虫害种类诊断时,正确率相对最高,为93.1%;采用Wilks’lambda逐步判别法对病原物类别诊断时,正确率为91.8%。FTIR光谱技术与判别分析方法相结合,可为蚕豆病虫害诊断提供一种简便易行的方法。     

A feasibility study of the classification of Alpaca (Lama pacos) wool samples from different ages,sex and color by means of visible and near infrared reflectance spectroscopy

The usefulness of classifying the Alpaca wool samples according to their color, sex and location is associated with their economic value in the market, hence adequate methods for rapid classification are needed to assess the of wool value. This study evaluated the potential of the visible and near infrared (vis–NIR) spectroscopy combined with multivariate statistical analysis to classify Alpaca (Lama Pacos) fiber samples according to age (1 and 2–3-year-old), sex (Male and Female) and color (Black, Brown, LF and White). Samples (n = 291) were scanned in reflectance mode in the wavelength range of 400–2500 nm using a monochromator instrument (FOSS NIRSystems6500, Inc., Silver Spring, MD, USA). Principal component analysis (PCA) and partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) were used to classify fiber samples. Cross-validation was used for validation of classification models developed. Results showed that PLS-DA correctly classified 100% of fiber samples into ages, intermediate classification rates were obtained for color, while lower classification rates were obtained for the discrimination of wool samples according to sex. The results from this study suggested that vis–NIR spectroscopy in combination with multivariate data analysis can be used as a rapid method to classify Alpaca fiber samples according to age, sex and color.     

应用近红外透射光谱和人工神经网络的豆油脂良莠鉴别

提出了一种利用近红外透射光谱结合BP神经网络识别未知豆油脂良莠类别的方法。在10 000～3 500 cm-1范围内分别采集合格油、不合格油(精炼垃圾油、煎炸油和变质合格油)的透射光谱,对光谱数据依次作出Savitzky-Golay平滑、基线校正预处理,采用SPSS 11.0抽取出9个主成分(累计贡献率达到99.89%)作为神经网络输入神经元,建立3层BP神经网络模型,模型能够有效辨识未知豆油脂的良莠以及不合格具体种类,类别预测正确率为100%。     

月季花的二维相关红外光谱研究

利用傅里叶红外光谱(FTIR)技术、化学计量学(主成分分析、聚类分析)结合二维相关红外光谱对不同品种月季花进行鉴别分析。不同品种的月季花瓣的红外光谱整体相似,主要由脂类、苷类及多糖类化合物的振动吸收组成。二阶导数光谱在1 800~700 cm-1区域有较大差异,选取该范围二阶导数光谱用SPSS软件实现主成分分析(PCA)以及系统聚类分析(HCA)。主成分分析中,前3个主成分占总方差的献率为97.40%;系统聚类分析中,每一种月季花各自聚为一类,准确率达到100%。在二维相关光谱中,在1 330~1 700 cm-1和950~1 300 cm-1范围内,不同品种月季花的自动峰、交叉峰的强度和位置具有显著的差异。结果表明,应用傅里叶红外光谱技术、化学计量学及二维相关红外光谱技术可以快速有效的区分不同品种的月季。     

近红外反射光谱法测定厚朴酚类物质

为了建立厚朴Magnolia officinalis药材品质快速有效的评价方法,采用近红外反射光谱技术测定厚朴酚及和厚朴酚的质量分数。通过在全波长条件下,运用不同数学预处理、光谱散射校正和统计方法对来发展定标回归方程,其中统计方法包括偏最小二乘法(PLS)、修正的偏最小二乘法回归分析法(MPLS)和主成分回归法(PCR)。在对比分析的基础上,得到最佳的数学方法为"3,6,6,1"组合,光谱散射校正方法为SNV D或SNV,统计方法为MPLS,厚朴酚类物质的定标决定系数RSQ均达到了0.97以上。该定标模型的外部独立检验相关系数也均达0.95以上。用近红外反射光谱技术测定厚朴药材酚类物质质量分数具有与化学法相近的准确性,可在实践中应用。图2表5参11     

近红外漫反射光谱法快速测定新鲜青贮饲料化学成分含量

探讨近红外漫反射光谱技术(NIRS)测定新鲜青贮饲料化学成分的可行性。在液氮(-196℃)冷冻下对119份具有代表性的青贮饲料样品进行粉碎处理,利用传统分析方法测得其化学成分含量,同时利用近红外光谱仪扫描得到其近红外光谱,采用改良偏最小二乘回归方法(MPLS)建立其近红外定量分析校正模型。结果表明:干物质(DM)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和粗灰分(CA)的相对分析误差RPD值(SD/SECV)均大于3,校正模型的外部验证决定系数R2v均大于0.85;粗蛋白(CP)、酸性洗涤木质素(ADL)和可溶性碳水化合物(WSC)的RPD值均大于2,其R2v分别为:0.82、0.65和0.71。近红外漫反射光谱法可以很好的测定新鲜青贮饲料中的DM、NDF、ADF和CA含量;CP含量测定效果较好,需要通过扩大样品CP含量变异范围进一步验证;可粗略估测ADL和WSC含量,测定精度有待于提高。     

基于近红外光谱的不同建模方法检测土壤有机质和速效P含量的研究

【目的】采用近红外光谱和不同建模方法测定土壤中的有机质和速效P含量。【方法】分别采集江西不同地区的土样240个,采集土壤样品的近红外漫反射光谱,以对光谱数据进行主成分分析得到的前6个主成分(PCs)和偏最小二乘回归(PLSR)建模得到的6个潜在变量(LVs),分别作为反向传播神经网络(BPNN)和偏最小支持向量机(LS-SVM)的输入变量,共建立6个模型,分别为主成分回归(PCR)、PLSR、BPNN-PCs、BPNN-LVs、LS-SVM-PCs和LS-SVM-LVs,并对这些建模方法预测土壤有机质和速效P含量的结果进行评价,从中筛选出最佳模型。【结果】在预测土壤有机质和速效P含量时,LS-SVM-LVs模型的预测效果优于PCR、PLSR、BPNN-PCs、BPNN-LVs和LS-SVM-PCs模型。用LS-SVM-LVs模型得到的有机质、速效P预测集的决定系数(R2)和均方差(RMSE)分别为0.873 4,0.780 1mg/kg和2.92g/kg,4.97mg/kg。【结论】将近红外漫反射光谱和LS-SVM、PLSR相结合可用于测定土壤有机质和速效P含量。     

Instantaneous quantitative and qualitative assessment of pear quality using near infrared spectroscopy

A comparative study was made of the performance of different spectrophotometers as part of a research into the potential of NIR reflectance spectroscopy as a non-destructive method for predicting soluble solid content, firmness and postharvest shelf-storage time in intact pears. Three commercially available spectrophotometers were used: a scanning monochromator (SM) of 400–2500 nm, a combination of diode array and scanning monochromator (DASM) of 350–2500 nm and a diode array (DA) of 900–1700 nm. A total of 332 pears (Pyrus communis L.) cv. ‘Blanquilla’ and ‘Conference’ were used to develop calibration models in different spectral regions, using various spectral signal pretreatments. Models to predict soluble solid content yielded coefficients of determination (r²) ranging from 0.39 to 0.76, and a standard error of cross-validation (SECV) of between 0.59 and 1.49 °Brix, depending on the instrument used. Models for predicting firmness yielded r² values of between 0.45 and 0.79 and SECVs ranging from 5.33 to 7.36 N. Subsequently, the ability of these instruments to classify fruit as a function of postharvest shelf-storage time (0, 6 and 8 days) was tested using partial least squares discriminant analysis (PLS-DA), which yielded percentages of correctly classified samples (ratio of correctly classified samples to total samples) ranging from 81.1 to 94.4%, depending on the instrument used. The results obtained highlight the potential of these NIR instruments for assessing internal quality indices and predicting postharvest storage duration in pears, particularly when the instruments SM and DASM were used.     

不同评价方法在地下水源水质评价中的应用 ——以天津市为例

为明确地下水源水质的空间变化及其主要影响指标,在天津市5个市辖区地下水源设置202个采样点,于2018年枯水期和平水期在各点位采集水样并分析各水质指标,分别采用单因子评价法、主成分分析法和水质指标赋值法等3种评价方法,解析地下水源水质的空间变化并进行排名。结果表明：天津市地下水源主要指标有9项超标,分别为氟化物、pH、钠、菌落总数、色、氯化物、耗氧量、硝酸盐氮和硫酸盐,且多数指标受地质因素影响。不同评价方法对地下水源水质评价结果略有不同,总体而言,宁河区和蓟州区地下水源水质相对较好,武清区、北辰区和静海区水质相对较差。研究表明,采用水质指标赋值法的评价结果具有问题导向性,更能反映农村地下水源实际情况。同时,地质因素对地下水源的影响不可避免,结合当前乡镇级水源管理工作,针对水源水质特点,建议安装净水工艺设施以提升饮用水安全保障水平。