[发明专利]基于太赫兹光谱技术的油料作物品质的快速无损检测方法

说明书

本发明公布了一种基于太赫兹光谱技术的油料作物品质的快速无损检测方法，无需将油料种子样本研磨压片，通过简单预处理方法处理待测样本，基于太赫兹时域光谱及成像技术采集数据，分别建立基于吸收系数的正常与严重霉变油料作物的SVM二分类模型及SVM三分类模型，实现快速、无损地检测油料作物品质。采用本发明提供的检测方法，可以对油料作物中的霉变或空瘪果进行快速、无损检测，无需复杂的样品制备，且准确率较高,具有很好的实用价值，可推广到其他食品品质的快速无损检测应用中。

技术领域

本发明提供一种油料作物品质无损检测方法，具体涉及利用太赫兹光谱及成像技术快速、无损检测油料作物品质，属于油料作物品质检测领域。

背景技术

油料作为食用植物油的主要来源，对每个人的健康都至关重要，随着人们对食用油安全问题的关注，油料品质检测变得更为重要。在榨油生产过程中，我们一般主要以植物原料为主。原料选择难是实际生产过程中存在的一个重大问题，油料作物的安全问题也愈来愈引起人们的重视。油料作物往往收割后由于管理的疏忽，没有重视作物的安全水分含量(一般要小于14％)，将水分含量高于安全水分的油料种子贮藏起来。高水分的花生等油料作物，一旦环境温度合适就会导致发霉，影响后续食用及加工过程。此外，如花生、葵花籽等带壳的油料作物，在储存过程中内部容易产生霉素，导致是否霉变不能单从肉眼观察，有的外表正常，但里面已经腐烂。甚至可能含有镰刀菌霉、曲霉真菌等造成大量增殖产毒，为制油质量安全埋下隐患，严重影响我国消费者的健康。因此，一种快速有效的霉变检测方法十分必要。

目前在农业行业标准NY/T 1068-2006油用花生和国标GBT 5494-2008粮油检验粮食、油料的杂质、不完善粒检验中，对于花生等带壳油料的品质评价时必须进行去壳处理，通过花生仁大小、形状、种皮颜色等指标来反映其感官品质，再结合数学分析方法来评价作物的各种品质属性，包括霉变、病斑等，显然评价结果受到一定程度的专业经验及主观因素影响。近些年随着来光学仪器与通信技术的提高，产生了使用光谱技术进行食品品质快速检测评估的方法。作为目前食品安全检测中极为流行的检测方法，光谱技术具有快速、简便、在线监测等特点，在化合物的鉴定、未知化合物的结构分析、化合物的定量分析过程中具有很大的实用价值。但是，光谱技术也有其不足之处，如若干光谱技术受样品颜色和形状干扰、空间分辨率和灵敏度不够，或无法用于痕量样品检测以及透过密封包装材料进行检测等缺陷，这些难以避免的常见问题导致经典的光谱技术在油料作物品质检测中受阻，无法很好地解决油料作物安全问题。

新兴的太赫兹光谱技术能够克服上述不足，有望更好地解决这个问题。太赫兹光谱技术包括太赫兹时域光谱技术和成像技术。其中，太赫兹时域光谱技术利用飞秒激光技术获得宽波段太赫兹脉冲，具有承载信息多、低能性，对农产品各种品质属性完全无损害等具有其他光谱技术无法比拟的优势；而太赫兹成像技术通过把成像样品的透射谱或反射谱所记录的信息(包括振幅和相位的二维信息)进行处理和分析，以获得样品的太赫兹图像。与红外成像技术相比，太赫兹成像的优点在于，样品对太赫兹辐射的散射较小，能够透过物质表面得到较清晰的内部图像；太赫兹辐射具有良好的穿透性，能够对被包装的物品进行无损检测。因而，太赫兹成像技术不仅能够分辨物体的形状，还能获得内部成分含量及其分布信息，如对带壳类作物内部情况进行检测，为更好地解决油料等其他农产品质量安全问题提供了可能性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种利用太赫兹时域光谱及成像技术进行油料作物品质检测的方法。本发明提供的检测方法可以对油料作物中的霉变或空瘪果进行快速、无损检测，无需复杂的样品制备，而且准确率较高。

本发明提供的技术方案是：

本发明提供一种油料品质无损检测方法，无需将油料种子样本研磨压片，基于太赫兹时域光谱及成像技术，采用多种预处理方法结合建模算法，分别建立基于吸收系数的正常与严重霉变油料作物(如花生)的SVM二分类模型及基于吸收系数的不同霉变程度油料作物SVM三分类模型，实现快速、无损地检测油料作物品质。包括以下步骤：