[发明专利]一种基于光谱技术玉米霉变的快速检测方法

说明书

本发明公开了一种基于光谱技术玉米霉变的快速检测方法及方法，所述方法包括以下步骤：准备霉变玉米和未霉变玉米；利用地物光谱仪分别采集霉变玉米和未霉变玉米的光谱数据，并进行特征分析；根据波段400nm、700nm对应的光谱反射率分别计算霉变玉米和未霉变玉米的玉米霉变指数；统计分析霉变玉米和完好玉米的霉变指数值的变化范围，并依据实际情况确定霉变与未霉变玉米分界值；基于所述霉变与未霉变玉米分界值，判断待测玉米是否霉变。本发明提供的基于光谱技术玉米霉变的快速检测方法，方法简单，操作方便，可实现快速、无损、实时玉米霉变的检测，为提高玉米存储质量提供基础技术支持。

技术领域

本发明涉及玉米霉变检测技术领域，特别是涉及一种基于光谱技术玉米霉变的快速检测方法。

背景技术

作为我国重要的粮食作物，玉米的安全性与人们的生活密切相关。新鲜玉米由于含水量高、所带的菌量较多，极易在高温高湿条件下霉变，其中黄曲霉毒素B1和赤霉烯酮是玉米霉变过程中产生的代表性毒素，如果被误食则会在机体内过氧化酶的代谢作用下导致肝脏细胞病变。因此，霉变玉米的快速检测与评判十分必要。

根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析，其优点是灵敏、迅速。光谱技术最早产生于20世纪60年代，随后成为一门新兴的交叉科学技术得到了迅猛发展。研究发现，光谱往往在很大程度上表征了地物的本征特性。光谱分辨率的提高有助于对地物的精确识别和分类(Goetz，1995，2009；Goetz等，1985)。在探测器技术提高的基础上，首先在美国出现了将影像和光谱探测融合于一体的成像光谱遥感的构思。20世纪80年代初期，童庆禧等人(2009)与美国JPL的专家安·卡尔的交流中了解了这一思路，并与中国科学院上海技术物理研究所薛永祺先生研究了这一新型遥感技术实现的可能，因此坚定了研究团队在成像光谱技术和应用领域协同攻关的决心，这也是中国开展高光谱遥感技术研究的起源，相关研究工作为中国后来开展的成像光谱技术研究奠定了重要基础。目前，高光谱遥感技术的理论和应用研究在中国迅速开展起来。由于高光谱遥感影像具有很高的光谱分辨率，能够提供更为丰富的信息，因此受到国内外学者的很大关注和广泛应用。

近年来，随着粮食安全问题不断突出，霉变检测作为玉米储存的重要问题之一，是一个亟需解决的问题，也是加强对玉米存储与管理的重要措施。目前，对霉变玉米的检出大多采用人工感官鉴定方法进行品质检测，效率低下且工作量大，而且对于品质的检测不能标准化，同时杂质、霉变、虫蚀等缺陷有时不易进行肉眼的判断；而传统的生物培养方法需要破坏大量样本，不利于大群体筛选，而且测定程序过于复杂不能及时分析等。因此，开发一种基于光谱技术玉米霉变的快速检测方法具有重要社会意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光谱技术玉米霉变的快速检测方法，方法简单，操作方便，可实现快速、无损、实时玉米霉变的检测，为提高玉米存储质量提供基础技术支持。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于光谱技术玉米霉变的快速检测方法，包括以下步骤：

S1，准备霉变玉米和未霉变玉米；

S2，利用地物光谱仪分别采集霉变玉米和未霉变玉米的光谱数据，并进行特征分析；

S3，根据波段400nm、700nm对应的光谱反射率分别计算霉变玉米和未霉变玉米的玉米霉变指数；

S4，统计分析霉变玉米和完好玉米的霉变指数值的变化范围，并依据实际情况确定霉变与未霉变玉米分界值；

S5，基于所述霉变与未霉变玉米分界值，判断待测玉米是否霉变。

可选的，所述步骤S2中，根据波段400nm、700nm对应的光谱反射率分别计算霉变玉米和未霉变玉米的玉米霉变指数，具体包括：

玉米霉变指数计算公式：