[发明专利]利用太赫兹成像无损检测小麦中脂肪酸含量的方法

说明书

本发明公开了一种利用太赫兹成像无损检测小麦中脂肪酸含量的方法，包括：将新小麦、储藏时间为1年、2年、3年、3.5年和4年的小麦样品进行反射成像测量获得太赫兹图像；从太赫兹图像中各个像素点提取出太赫兹光谱，并在各频率点求平均，获得一条平均光谱信号，采用SG卷积平滑处理得到平均频域功率光谱曲线；对平均频域功率光谱曲线采用一阶导数增强光谱数据的特征差异获得小麦脂肪酸含量变化的特征波段；应用多元回归分析方法建立基于全波段和提取的特征波段的小麦脂肪酸定量检测多元线性回归模型，通过多元线性回归模型对小麦脂肪酸含量进行定量检测。本发明实现对小麦脂肪酸含量的快速无损检测，为快速检测小麦的新陈度提供理论基础。

技术领域

本发明属于小麦脂肪酸含量检测的技术领域。更具体地说，本发明涉及一种快速无损的利用太赫兹成像无损检测小麦中脂肪酸含量的方法。

背景技术

小麦是我国最主要的粮食作物之一，含有丰富的淀粉、脂肪、蛋白质、矿物质，及少量的维生素及微量元素等营养物质。作为一个有生命的活体，在储藏过程中将发生缓慢的新陈代谢作用，即微生物以粮食微营养基质，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，容易在储藏过程中积累，从而导致粮食脂肪酸值增高。因此，脂肪酸含量的变化可以较好地表征粮食的新陈度。传统的脂肪酸值测定主要采取传统的化学分析方法，处理周期较长、过程繁琐，并且需要添加化学试剂，对粮食本身具有一定的破坏性，易造成环境污染、难以达到快速、无损检测需求。

THz波作为一种新的可靠的潜力巨大的无损探测技术，其光谱包含有丰富的物理和化学信息，正逐渐成为拉曼光谱学、傅里叶红外光谱学和X射线技术的有效补充。由于其独特的特性，THz波及成像技术已经在医学成像、安检、物质定量检测和质量控制等领域得到了广泛的应用。Hu[1]和Banergee[2]等人采用THz成像技术分别对树叶和纸的水分含量进行了测量，获得了不同时间树叶和纸张的水分分布情况。Ogawa等人[3]利用THz反射光谱技术对正常和受损的番茄进行了检测，证明了THz技术检测番茄内部品质的可行性。Chua等人[4，5]利用THz-TDS技术测量了不同水分含量的小麦粉水分含量，得出了小麦样品的湿度预测模型。虽然THz光谱技术能够有效地测量食品中的含水量，但是无别识别食品内部水分的空间分布，而THz成像技术能够很好的弥补这一缺陷。Wang Li[6]等利用THz-TDS在水溶液中监控DNA与奥沙利铂小分子抗癌药物的实时反应，发现不同链长DNA与药物反应灵敏。

[1]Hu B.B.,Nuss M.C..Imaging with terahertz waves[J],Optics Letters,1995,20:1716.

[2]Banerjee D.，Spiegel W.，Thomson M.D.，et al.Diagnosing water contentin paper by terahertz radiation[J].Optics Express,2008,16(12):9060-9066.

[3]Yuchi O.，Shinichiro H.，Naoshi K.，et al.Feasibility on the qualityevaluation of agricultural products with terahertz electronics wave[J].American Society of Agricultural and Biological Engineer Paper，2006(7)：063050.[4]Chua H.S.，Obradovic J.，Haigh A.D.，et al.Terahertz time domainspectroscopy of crushed wheat grain[J].In Microwave Symposium Digest，IEEEMTT-S International,2005:2103-2106.