[发明专利]一种稻谷脂肪酸含量无损检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种稻谷脂肪酸含量无损检测方法及系统,将无霉变、未发芽、千粒重为23.32g的籼稻谷放置于恒温恒湿箱中进行霉菌培养，制备不同霉变时期的稻谷样本；分别采集波长392、404、430、442、619、636、870、885和899nm光波所对应的稻谷样本的反射率；将各反射率分别代入稻谷脂肪酸含量预测模型。本发明基于特征光谱波段反射率构建的SPXY‑SPA‑MLR模型能快速无损检测稻谷中的脂肪酸含量，大大缩短了检测的时间，降低了检测成本。

技术领域

本发明涉及稻谷品质检测领域,特别是一种稻谷脂肪酸含量无损检测方法及系统。

背景技术

稻谷是我国主要的粮食作物之一，其主产区和储备区大部分集中在长江以南。该区域气候具有终年高湿，冬季短，夏季长且酷暑等特点，为霉菌繁殖提供了适宜的生长条件。稻谷中富含淀粉、蛋白质、碳水化合物等成分，极易受霉菌污染造成霉烂变质，产生对人体有毒害的物质。研究结果表明稻谷霉变过程实质上就是微生物以稻谷为营养基质，进行消化、吸收和利用的物质代谢和能量代谢的生物化学反应，其中脂肪酸是一种比较稳定的代谢产物，容易在霉变的稻谷中积累，从而导致稻谷中脂肪酸值增高。因此，脂肪酸含量的变化可以较好地表征稻谷霉变的程度。因此，通过对稻谷中脂肪酸含量的检测，可反映稻谷的霉变情况，对实现稻谷安全储藏和提高稻米的食用安全具有重要意义。

现有的谷物脂肪酸值测定主要采取传统的化学分析方法，按照GB/T20569-1995《谷物制品脂肪酸值测定法》进行测定，该方法在分析稻谷脂肪酸含量时需要添加化学试剂对稻谷本身实施破坏性检测，处理反应周期较长，易造成对环境的污染，难以达到快速检测的要求。

霉菌侵染稻谷的劣变过程通常划分为3个阶段，分别是霉变初期、霉变中期、霉变后期。在霉变初期，谷粒出现轻度变色、发潮，肉眼很难观察；在霉变中期，谷粒胚部开始显现菌落，并出现较为明显的霉斑和霉味；在霉变后期，霉谷区出现严重的霉味、酸味和异常，谷粒成团结块。可见/近红外光谱为分子的振动光谱，每一条谱带的频率、强度与带形都与分子本身的化学结构密切相关。因此，可见/近红外光谱可有效反应物质内部的有机成分，特别是各类有机化合物官能团的特征，可作为一种可靠的分析技术。高光谱成像技术可以获取目标的图像信息和可见/近红外光谱信息，常用于分析目标中感兴趣区域的物质结构及化学组成。综合上述稻谷不同时期表征的感官特点，利用高光谱成像技术获取不同时期稻谷所对应的光谱反射值从而反演其脂肪酸含量变化，具有一定的潜在可行性。

高光谱图像中光谱曲线具有极高的光谱分辨率，数据维数较高，如果用全光谱波段作为输入变量建立稻谷脂肪酸含量预测模型，模型将由于输入变量的共线性问题，产生较多冗余数据，耗费大量的建模时间。同时，光谱建模样本的选取和确定直接影响模型的预测精度和校正速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种稻谷脂肪酸含量无损检测方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种稻谷脂肪酸含量无损检测方法，包括以下步骤：

1)将无霉变、未发芽、千粒重为23.32g的籼稻谷放置于恒温恒湿箱中进行霉菌培养，制备不同霉变时期的稻谷样本；所述恒温恒湿箱的温度为30℃，湿度为90％；所述不同霉变时期为霉变初期、霉变中期和霉变后期；

2)在上述各个时期以及稻谷正常期内选择多个稻谷样本，分别采集波长392、404、430、442、619、636、870、885和899nm光波所对应的稻谷样本的反射率；