1. 研究目的与意义
小米作为一种耐旱,即使土地贫瘠也能够生长的农作物,即便是在恶劣的生长环境中,也能够存活。
且小米相较于其他谷物而言,保存的最低条件为环境干燥,所以小米还有易保存的特点。
小米本身营养丰富,除基本的碳水化合物外就还包含矿物质、维生素、脂肪酸、蛋白质、氨基酸等物质。
2. 研究内容和预期目标
研究内容: 红外光谱的是发射具有连续波长的红外光波通过物质,物质化学结构中的某个基团吸收特定频率的红外光后,分子从低转动或振动能级转变到高转动或振动能级,而红外光谱仪能够记录物质对于波长变化范围内的红外光的吸收程度,形成红外光谱仪。其中基频振动是对红外光吸收最强的振动,而中红外光谱是基频振动光谱,所以中红外光谱尤为适用定性和定量分析。本研究运用中红外光谱技术,采集小米样品的中红外可见光谱,并运用多元散射矫正法MSC(multiple scattering correction)对数据进行预处理和Savitsky-Golay算法对图谱预处理去噪,结合支持向量机SVM(support vector machines)建立小米产地溯源模型再通过中红外光谱的检测数据验证模型溯源的准确性,达到研究中红外光谱技术应用到小米产地溯源的可行性的目的。
拟解决的关键问题:中红外光谱对小米的适应性问题。中红外光谱仪器的参数优化。特征波段的选取对模型的影响。小米产地溯源模型的参数优化。
写作提纲:摘要一、绪论二、实验准备与方法原理三、数据采集与处理四、分析与讨论五、模型优化六、结论参考文献
3. 国内外研究现状
2009年外国学者Nicoletta Sinelli等人,将感官分析与近、中红外光谱分析橄榄油进行比较,发现红外光谱分析结合统计学方法对于定性分析更为有效。2014年马奕颜等人总结了对植物源性食品产地判别的分析技术,并评价了其可行性,包括有近红外光谱指纹分析等。2017年李佳洁等人运用近红外光谱结合MSC、一阶导数法处理数据,同时建立模型的方法为马氏距离法和线性判别法,判别数据处理前后的模型有效性差别,发现处理数据所得到的模型准确,为小米产地的判别提供了技术基础。2017年宋雪健等人运用近红外漫反射光谱,并分别结合因子化法在全波段建立定性分析模型和偏最小二乘法在特征波段建立定性分析模型,得出近红外光谱在小米产地溯源上的应用具有可行性的结论。2018年钱丽丽等人在17年研究的基础上加入了欧式距离法建立的模型比较,得出近红外光谱检验小米产地是高效的。2019年张石定等人进行了拉曼光谱应用于小米品种和产地溯源的研究,运用了PLS-DA建模,得出拉曼光谱对小米品种和产地鉴别有效的结论。2020年 李楠等人运用便携式红外光谱结合成分分析、费舍尔线性判别和多层感知器神经网络,进行小米产地溯源可行性分析,结果为多层次感知器神经网络鉴别效果更有,表明近红外光谱运用于小米产地溯源的有效性。
4. 计划与进度安排
2022年11月到2022年1月 做实验
2022年1月到2022年3月 数据分析、建立模型
2022年4月到2022年5月 撰写论文
5. 参考文献
[1]李楠,杨春杰.基于近红外光谱技术的小米产地溯源研究[J].食品与机械,2020,36(09):97-101.[2]Application of near (NIR) infrared and mid (MIR) infrared spectroscopy as a rapid tool to classify extra virgin olive oil on the basis of fruity attribute intensity[J] . Nicoletta Sinelli,Lorenzo Cerretani,Valentina Di Egidio,Alessandra Bendini,Ernestina Casiraghi.Food Research International . 2009 (1)[3]马奕颜,郭波莉,魏益民,赵海燕.植物源性食品原产地溯源技术研究进展[J].食品科学,2014,35(05):246-250.[4]张石定,卢全伟,王涛,刘金荣,李现常. 拉曼光谱用于小米品种和产地的鉴别与化学成分关联研究[A]. 中国物理学会光散射专业委员会.第二十届全国光散射学术会议(CNCLS 20)论文摘要集[C].中国物理学会光散射专业委员会:中国物理学会光散射专业委员会,2019:1.[5]吉海彦,任占奇,饶震红.基于高光谱成像技术的不同产地小米判别分析[J].光谱学与光谱分析. 2019,39(07):2271-2278[6]宋雪健,钱丽丽,周义,于果,于金池,张东杰.近红外漫反射光谱技术对小米产地溯源的研究[J].食品研究与开发,2017,38(11):134-139.[7]钱丽丽,宋雪健,类彦波,王月,左锋,张丽媛.近红外漫反射光谱技术对小米产地的快速检测[J].食品工业,2018,39(06):257-261.[8]李佳洁,吴建虎,张海波.利用可见/近红外光谱技术对小米产地进行溯源研究[J].食品安全质量检测学报,2017,8(08):3037-3043.
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