應用案例
隨著生活水平的提高，人們對蓮子的口味和營養方面的要求也越來越高。蓮子作為藥材的同時也是一種滋補品，其直鏈淀粉的含量直接影響著蓮子的品質和口感。不同品種蓮子的直鏈淀粉含量差別較大，因此檢測蓮子的直鏈淀粉含量對后續加工有重要意義。傳統的直鏈淀粉檢測一般是利用碘比色法、碘親和力滴定法以及橫切侵染法，這些方法費時費力，且容易受實驗條件的影響!
高光譜成像技術是一種能獲取豐富光譜和圖像信息的無損檢測技術，相較于化學檢測方法，具有省時、省力、環境友好的優點口。本文將采用高光譜成像技術對鮮蓮直鏈淀粉進行檢測研究。
一、材料和方法
1.1試驗材料
試驗樣本來源于福建，選用宣蓮、廣昌蓮、建選36號、滿天星、太空蓮和湘蓮等品種。在成熟期采摘后，將新鮮蓮蓬置于液氮中保存運輸至實驗室，在溫度為4℃冰箱中冷藏保存12個小時。
1.2 高光譜圖像采集與校正
高光譜成像系統主要包含的部件有高光譜成像儀、光源、載物臺、黑箱以及高光譜數據采集軟件等。整套系統可采用彩譜高光譜相機fs-13，可采集光譜范圍為400nm~1000nm，光譜分辨率為2.5nm。高光譜成像系統如圖1所示，載物平臺的移動速度設置為3.5mm/s，曝光時間為30ms。鏡頭距離移動平臺40cm，且垂直向下。調節高光譜儀相機的焦距對系統進行黑白校正。
1.3數據處理
采用分析軟件對蓮子的光譜圖像進行感興趣區域(ROI)的平均光譜提取，為了消除噪聲、外部雜光等的影響,對比一階導數、二階導數、SG平滑、多元散射校正(MSC)標準正態變量轉換等預處理方法建模效果四,選取最佳的預處理方法
二、結果與分析
2.1感興趣區域平均光譜
本文將單個樣本感興趣區域中每個像素點的光譜曲線用于后續處理，去除首尾噪聲后(400nm~971nm)的平均光譜圖如圖2所示。從圖中可以看出不同樣本的光譜數值變化趨勢比較一致，波段在460nm~570nm有明顯的上升偏移，可能是由于水分波段發生偏移所致，波段在500nm~920nm處存在較為明顯的吸收，可能與直鏈淀粉分子中的C-H基團的四級倍頻、O-H二級倍頻、O-H一級倍頻有關。
2.2 蓮子的直鏈淀粉含量
采用SPXY法所劃分的校正集和預測集直鏈淀粉含量結果如表1所示。從表中可以看出鮮蓮的直鏈淀粉含量差異較大，校正集蓮子直鏈淀粉的含量最大值為227.90 mg/g,最小值為100.82 mg/g,標準差為44.73mg/g。預測樣本的直鏈淀粉含量在校正集樣本的范圍內，故樣本劃分合理
三、結論
本文采用高光譜成像技術對直鏈淀粉含量進行快速檢測。結果表明，采用一階導數和多元散射校正MSC)預處理后的建模效果最好。然后采用SPA提取了9個特征波段，所建PLSR預測模型的校正集相關系數(R)為0.835,校正集均方根誤差(RMSEC)為1.802,預測集相關系數(R)為0.856,預測集均方根誤差(RMSEP)為1.752，相對分析誤差(RPD)為1.944。經過RC法所建立的PLSR預測模型的預測集相關系數(R。)為0.838，預測集均方根誤差RMSEP)為1.897.相對分析誤差(RPD)為1.761本研究為進一步開發直鏈淀粉含量在線檢測儀器提供了思路，并奠定了良好的基礎。
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