近红外光谱技术在谷物检测分析中的应用

摘要 近年来，主要粮食作物及其农作物的品质问题备受关注。研究者成功利用如海宽光谱OFS系列地物检测系统对花生的多项品质性状指标进行了评估，在现场测量中表现出良好稳定性，为农作物及其农副产品的品质检测提供了重要参考。

一、测试背景

谷物类是中国人的传统饮食，是人类生存不可缺少的重要食品。近年来，主要粮食作物及其农作物的品质问题备受关注，近红外光谱技术（ＮＩRＳ）不仅已经广泛应用于水稻、小麦、玉米等主要粮食作物品质的快速、准确、高通量的检测与分析，还应用于别的农作物（例如油菜、花生、大豆等）及其相关农副产品品质的检测与分析领域之中^[1]，并取得了重要进展和一系列研究成果^[2]。例如，在花生品质研究中，将近红外光谱检测技术和神经网络的识别方法相结合，针对不同含水率的花生样本进行了含水率的检测与分析，其识别率均达到较高水平^[3]．将 ＮＩＲＳ分析技术与主成分分析技术相结合，分析并评价了花生种质资源的氨基酸含量、脂肪酸含量、粗脂肪含量和蛋白质含量等多项花生的品质性状指标^[4]。

如海光电为满足客户对谷物、土壤、矿石、遥感、海洋、内陆水质、林业与生态等的测量与研究，自主研发并生产了宽光谱OFS系列地物检测系统。光谱仪采用先进处理器，使用节电设计，并缩小了设备体积，客户不必送检操作，工作人员可以到工地等现场抽检，从而能够对现场样品进行便携测量。

二、测试样品及仪器设备

1. 测试样品

大米粉、花生粉、糯米粉、绿豆粉、黄豆粉、红豆粉

图1 测试样品

2. 仪器设备

图2 OFS地物光谱仪设备搭建及样品测试过程

三、测试结果

图3 谷物样品反射率图谱

表1 仪器稳定性、重复性分析

测试结果显示，如海OFS地物光谱仪采样稳定性小于0.15%，仪器采样重复性小于1.5%。

四、参考文献

[1]  ILAME S A,SINGH S V.Application of membrane separation in fruit and vegetable juice processing:a review [J].Critical Reviews in

Food Science and Nutrition ,2015 .55(7) :964-987.

[2]  FAN S,GUO Z,ZHANG B.et al.Using vis/N1R diffuse transmittance spectroscopy and multivariate analysis to predicate soluble solids content of apple [J].Food Analytical Methods ,2016 ,9(5):1333-1343.

[3]  JIN H,MA Y,Ll L,et al.Rapid and nordestructive determination of oil content of peanut (Arachis hypogaea L) using hyperspectral imaging analysis [J].Food Analytical Methods,2016 , 9( 7):2060-2067.

[4]  RAMACHANDRAN S,SINGH S K,LARROCHE C,et al.Oil cakes and their biotechnological applications a review [J].Bioresource Technology,2007,98(10):2000-2009.