近红外光谱技术在农作物品质分析方面的应用

近红外光谱分析技术是近年来迅猛发展起来的高新技术,由于其在测量方面具有快速、非破坏性等优点,已被广泛应用。在此,首先介绍了近红外光谱技术及其分析过程（定标和预测）,而后又总结了其在小麦、玉米、稻米及油料作物等农作物品质方面的应用。     

红外光谱技术在淀粉粒有序结构分析中的应用

傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)可用于研究淀粉粒的有序结构,包括透射模式和衰减全反射模式2种。本文探讨不同去卷积设置条件对FTIR波谱的影响,并分析FTIR在淀粉粒有序结构分析中的应用。研究结果表明,不同去卷积设置对FTIR波谱和相关峰强度影响较大,以半峰宽19 cm^-1和增强因子1.9的设置对FTIR原始波谱去卷积,获得的结果较好。天然淀粉晶体类型不同,其FTIR波谱有差异,表现在马铃薯和山药淀粉的衰减全反射FTIR波谱相似,与水稻淀粉明显不同;水稻和马铃薯淀粉透射FTIR波谱相似,与山药淀粉明显不同。淀粉中的水分含量影响衰减全反射FTIR波谱,当水分含量超过60%时,对波谱分析结果基本没有影响。酸水解优先降解淀粉粒无定形区的结构成分,提高淀粉粒的有序度。淀粉葡糖苷酶水解淀粉对淀粉粒外部区域的有序度影响不大,但明显提高整个淀粉粒的有序度。不同品质稻米淀粉的衰减全反射FTIR波谱相似。上述研究结果为应用FTIR分析淀粉粒有序结构提供重要的参考作用。     

近红外光谱技术在饲料常规成分分析中的应用现状及展望

控制饲料质量、检测饲料原料的成分是饲料生产中非常重要的一环。简述近红外光谱技术（NIRS）的原理、特点及优势,综述NIRS在饲料常规营养成分分析检测中的应用现状,从模型数据库建立、在线实时检测实现及检测仪器研制方面,对其发展前景进行了展望。     

饲料中动物源性成分显微近红外光谱检测分析

探讨了应用显微近红外光谱分析技术检测饲料中动物源性成分的可行性.利用12个动物源性成分饲料样品和14个植物源性成分饲料样品建立偏最小二乘定标模型,数学预处理方法为导数+多元散射校正,利用平均光谱来优化模型实现数据压缩,模型的决定系数、交互验证标准差分别为0.969、0.090.4个配合饲料样品作为外部验证未出现误判.结果表明显微近红外光谱分析技术可用于检测饲料中动物源性成分.     

近红外光谱数据建模方法的研究进展

应用化学计量学对近红外光谱数据进行建模是近红外光谱分析中的难点和关键。随着研究的深入,现有分析建模的改进算法和新方法的应用不断出现。本文详细阐述了数据预处理、定性和定量建模优化方法的研究进展。在降噪消噪方法中,小波(WT)变换是最为常用和有效的工具,应用非常广泛。波长优化选择方法是现在研究的重点之一,主要有遗传算法(GA)、无信息变量消除方法(UVE)和连续投影算法(SPA)等。在模型优化算法中,主要是在偏最小二乘法(PLS)、人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)的基础上提出多种改进算法,能够更加有效地优化模型。但每种算法各具优点的同时也存在着一定的局限性,对于不同类型待测物的数学模型,优化的方法也有所不同,所以在实际应用中将多种数学挖掘方法结合,相互取长补短,将成为今后研究趋势。      

土壤成分与特性参数光谱快速检测方法及传感技术

近红外光谱技术在分析土壤成分含量以及理化特性参数方面获得了良好的预测精度.人工神经网络、遗传算法、小波变换和支持向量机等现代数据处理算法的应用,最大限度消除了光谱外界干扰、提取了光谱有效信息,使得土壤特性参数预测分析模型更准确、稳定.在进行土壤参数原位实时光谱检测时,如何消除土壤含水率、土壤粒度等的影响,还需要技术突破.开发便携式或车载式农田土壤光谱实时分析仪,是促进精细农业实践的重要措施,已开发的车载式土壤在线光谱仪可以实现多个土壤参数的分析,并达到了相当高的精度.进一步开发多功能土壤在线检测系统,利用土壤介电特性或机械特性与光谱特性测量结果相互补偿与校正以消除误差并提高测量精度,是未来的发展方向之一.光声光谱、激光诱导击穿光谱和太赫兹光谱技术等现代光谱分析方法在土壤成分与特性参数分析方面表现出很强的能力,开展基础研究,揭示这些光谱技术在不同土壤类型、不同土壤成分条件下的吸收特征参数,是未来的研究方向.     

方便面含油率的近红外漫反射光谱快速测定

探讨了用近红外漫反射光谱快速无损检测方便面含油率的可行性,分别采用漫反射光谱的一阶导数、二阶导数,按两种入选波数准则进行向前逐步回归分析,得出4个定标方程,方程的复相关系数均大于0.94,与标准化学分析（GB9848－88）相比,在用第二种入选波数准则情况下,训练集的平均相对误差小于3.75%。结果表明,近红我射光谱分析法能满足实际生产中方便面含油率测定的需要。     

马铃薯红外干燥特性研究

以马铃薯为原料,研究其红外干燥特性及数学模型。通过试验收集了不同切片厚度和干燥温度下马铃薯水分比(MR)随干燥时间(t)的变化数据,得到了马铃薯的干燥曲线,并计算了干燥过程中的有效水分扩散系数(Deff)和干燥活化能(Ea)。结果表明,干燥温度(T)与切片厚度(L)对马铃薯红外干燥特性有较大影响,干燥温度越高,切片厚度越薄,马铃薯的干燥速率(DR)越快,干燥时间越短;同时,通过拟合计算发现,在10种干燥模型中Modified Henderson and Pabis的预测值与实测值比较吻合,能够更好地反映干燥过程。在试验条件下,Deff在0.238 4×10-10~12.557 3×10-10m~2·s-1之间,且随着干燥温度和切片厚度的增加而增大。1、3、5、7 mm厚的马铃薯片红外干燥活化能分别为34.386 0、31.041 8、28.783 2、30.060 1 k J/mol。     

红边与短波红外谱段玉米大豆识别能力研究

[目的]研究旨在挖掘红边、短波红外谱段对玉米大豆识别精度的提升程度,发现分辨率和谱段对作物识别的综合影响规律。[方法]采用德国Rapideye和美国Landsat-OLI数据,基于最大似然监督分类的方法,针对玉米、大豆、其他等3种地物类型。[结果]结果表明,与仅有蓝、绿、红、近红外波段相比,增加红边后总体分类精度从73.1%提高到80.5%。与仅有气溶胶、蓝、绿、红、近红波段相比,增加1个短波红外波段后,总体分类精度从72.9%提高到75.4%。[结论]中分辨率多时相数据能够弥补由于缺少短波红外、降低空间分辨率造成的识别精度的下降。     

近红外光谱技术在水果内部品质无损检测中的应用

针对近红外光谱分析技术在水果内部品质无损检测的应用问题，简单介绍了近红外光谱的基本原理；描述了国内外近红外光谱分析技术无损检测水果内部品质的最新研究进展；并指出当今国内外研究中存在的问题和今后进一步的研究设想。