[发明专利]蔬菜中硝酸盐的快速检测的建模方法和检测方法

权利要求书

1.一种基于筛选范围的红外全反射光谱的蔬菜硝酸盐现场安全、快速检测的建模方法和检测方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一：购买市售不同种类绿色菜叶蔬菜，每种蔬菜分为两份，一份采用水杨酸-硫酸法测定，得到不同样品的硝酸盐的化学参考值，作为实验对照；另一份挤压取汁，将汁液置于样品采集池中，获得该类蔬菜在6.5-8μm波数的特征吸收光谱图，作为建模样本；

步骤二：配制一系列硝酸盐溶液不同浓度的标准溶液，并采集标准溶液的光谱信息，作为建模样本；

步骤三：将步骤一与步骤二所得曲线统一进进行光谱预处理，扣除干扰；

步骤四：将步骤三中处理好的市售蔬菜菜叶中硝酸盐光谱曲线及标准溶液光谱曲线与步骤二中通过化学分析法测得硝酸盐的化学参考值建模确立相关性；

步骤五：将待测蔬菜菜叶挤压取汁，将待测液置于样品采集池中，获得待测液的6.5-8μm波数的特征吸收光谱图；并将待测光谱进行预处理，扣除干扰；

步骤六：将待测蔬菜菜叶中硝酸盐光谱曲线与步骤四中所得模型智能鉴定分类，选择最佳匹配建模样本及建模样本数，通过智能算法和相关参数，获取建模样本中最具相似特性的样本，预测待测蔬菜菜叶中硝酸盐含量；

步骤七：将预测出的硝酸盐含量值与相关食用参考进行比对，获得蔬菜的食用信息。

2.根据权利要求1所述的基于筛选范围的红外全反射光谱的蔬菜硝酸盐现场安全、快速检测的建模方法和检测方法，其特征在于，所述步骤五至步骤七是一种基于筛选范围的红外全反射光谱的蔬菜和水体中硝酸盐现场安全、快速的检测方法：采用中红外量子级激光源，激发硝酸盐在6.5-8μm内产生振动，获得硝酸根的中红外特征吸收光谱。

3.根据权利要求1所述的基于筛选范围的红外全反射光谱的蔬菜硝酸盐现场安全、快速检测的建模方法和检测方法，其特征在于，其中，光谱采集过程中，连续扫描32次，扫描分辨率为4cm^-1，取平均光谱，得到标准硝酸盐溶液的6.5-8μm波数的特征吸收光谱图，作为建模样本。

4.根据权利要求1所述的基于筛选范围的红外全反射光谱的蔬菜硝酸盐现场安全、快速检测的建模方法和检测方法，其特征在于，选择最佳匹配建模样本及建模样本数，通过欧氏距离计算方法获得，并通过模型参数如相关系数R²，均方根误差RMSE以及模型预测性能综合性评价指标RPD，建模样本数，通过最佳计算模型，预测待测蔬菜菜叶中硝酸盐含量。

5.根据权利要求1所述的基于筛选范围的红外全反射光谱的蔬菜硝酸盐现场安全、快速检测的建模方法和检测方法，其特征在于，步骤一和步骤五中，由于硝酸盐富集在蔬菜菜叶部分，故采集待测蔬菜菜叶，并挤压取汁，新鲜蔬菜汁现场检测。

6.根据权利要求1所述的基于筛选范围的红外全反射光谱的蔬菜硝酸盐现场安全、快速检测的建模方法和检测方法，其特征在于，步骤二中，配制一系列硝酸盐溶液不同浓度的标准溶液，推荐采用以下不同浓度的标准溶液：0mg/kg、500mg/kg、1000mg/kg、1500mg/kg、2000mg/kg、2500mg/kg、3000mg/kg、3500mg/kg、4000mg/kg、4500mg/kg的标准溶液。

7.根据权利要求1-6之一所述的基于筛选范围的红外全反射光谱的蔬菜硝酸盐现场安全、快速检测的建模方法和检测方法，其特征在于，计算过程通过Matlab软件进行代码编写，

原始光谱采用Savitzky-Golay卷积平滑法，其语法结构为：

Spectrum％原始光谱；

[sm_data]＝smooth(Spectrum,window,deg,type)；

平滑预处理，其语法结构为：

[b,a]＝butter(n,wn,’low’)％a,b为巴特沃兹滤波器参数；

ATRspectra＝filtfilt(b,a,Spectrum)；

扣除水分干扰，其语法结构为：

ref_water_ATR％纯水的光谱曲线；

ATR(:,k)％不同种类蔬菜光谱曲线；

ATRnew＝ATR(:,k)-factor*ref_water_ATR；

P＝polyfit(wavenumbrt,ATRnew,1)。