近红外和中红外光谱技术在快速鉴别豆粕中掺入尿素聚合物的研究

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基于近红外光谱技术与BP—ANN算法的豆粕品质快速检测

基于近红外光谱技术与BP—ANN算法的豆粕品质快速检测

要 : 用近 红外 漫反 射光谱 技 术 结合误 差反 向传 递人 工神 经 网络 ( P—A N) 法 , 立 豆粕 应 B N 算 建
品质( 包括 水分 、 粗蛋 白、 油) 残 的定 量 分析模 型 。将 豆粕 漫反 射吸 收光谱 数 据进 行 S V、 T、G 求 N D S 导 、 G平 滑和均值 中心化 处理 , S 然后 采 用偏 最 小二 乘方 法 ( L ) 维获 取 主成 分 , PS降 并优 化 选择合 适
2 S ag o gS n e Ol F t ru o t. Ln i hn d n 3 0 5 ) . h n d n a w i i& a G o pC .Ld ,iy S a go g 9 7 8
Ab ta t T e mo es O u n i t e a ay i fmo i r sr c : h d l fq a t a i n l s o st e。p oen a d r sd a i i o b a a r t v s u r t i n e i u l l n s y e n me lwe e o
粮油 品 技 第2 卷 2 2 第2 食 科 0 0年 1 期
质量控制
基于近红 外光谱 技术 与 B A N算法 P— N 的豆粕 品质快速检测
周新奇 杨伟伟 房 兆华 桑 强 , , , , 叶华俊 张 学锋 陈智锋 , ,
(. 1 聚光科 技 ( l 股份 有 限公 司, 江 杭 州 杭 ) i 浙 2 山 东三 维油脂Байду номын сангаас集 团股份 有 限公 司 , 东 临 沂 . 山 摘 305 ; 10 2 305 ) 978
we e p er a e y S r r te td b NV , T, a i k D S v t y—Goa e v t e ,S v tk z l y d r ai i v a i y—Goa mo t i g a d me n—c n e . z l y s oh n n a e tr

近红外反射光谱快速测定玉米DDGS营养成分的研究

近红外反射光谱快速测定玉米DDGS营养成分的研究

近红外反射光谱快速测定玉米DDGS营养成分的研究简介玉米DDGS(Distillers Dried Grains with Solubles),即酒精蒸馏废弃物(DDG)或蒸馏糟粕,是工业化生产酒精、饲料、化学品等副产品,是一种高蛋白、高油低淀粉、高纤维的饲料原料。

采用传统方法来测定DDGS的营养成分通常需要昂贵的设备和耗费大量时间进行分析,因此研究近红外反射光谱技术在快速测定DDGS营养成分方面的应用具有重要意义。

研究方法实验材料本研究使用的玉米DDGS样品来自工业化生产过程中的酒精厂,经过风干、破碎、筛分等基本处理后,制备成为均匀细粉末,并进行标记化处理。

实验中采用的主要仪器为SWIFTSPEC®NIR analyze,该仪器使用光纤近红外光谱技术进行测量,并配备了基于Matlab平台的化学分析软件进行计算和分析。

实验步骤1.将制备好的DDGS样品分别放置于样本容器中,保持温度恒定;2.使用SWIFTSPEC®NIR analyze测量设备对DDGS样品进行反射光谱测量,每个样品进行五次测量,取平均值;3.将采集到的光谱数据输入到化学分析软件中,进行相关计算和分析,得出DDGS样品的营养成分含量结果。

实验结果本研究使用近红外反射光谱技术对玉米DDGS的营养成分进行了测定,得到了较为准确的结果。

其中,对于DDGS的粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、总糖和总灰分析测定结果如下表所示:营养成分测定值标准偏差相对误差粗蛋白质26.18% ± 0.25% 1.11% 0.95%粗脂肪 6.28% ± 0.21% 0.88% 1.21%粗纤维8.15% ± 0.31% 1.03% 1.57%总糖12.42% ± 0.44% 1.40% 1.98%总灰分 4.36% ± 0.19% 0.63% 1.58%通过对比实验结果与传统分析方法,可以发现使用近红外反射光谱技术得到的DDGS营养成分含量结果与传统方法具有较高的相关性和准确度,且能够更快地得到测量结果。

近红外光谱仪对饲料中尿素含量的快速测定

近红外光谱仪对饲料中尿素含量的快速测定

N — H基 团, 根据近红外光谱仪 的检测原理 , 因此可以 应用近红外技术快速测定饲料中尿素含量。现有的 近红外仪还没有检测过饲料 中的尿素含量 ,为 了检
测尿素 的含量 首先需 要建立 饲料 中尿 素的检测模
型 。 -
【 5 】 张卉, 宋妍, 冷静 等. 近红 外光 谱分析技术叨. 光谱实验室. 2 0 0 7 ( 0 3 ) :
研究近红外分析检测饲料 中尿素含量将会在实际工
作 中发挥很大的作用。 参考文献 :
【 l 】 朱秀高, 卢 守英, 朱静等. 饲料及其原料 中尿素检测方法的研究进展
忉. 中国饲料, 2 O l O . 9 .
变化 , 其光谱特征也将发生变化 。由于尿素中含有
【 2 】 吴海云, 刘洋, 左 月明. 近红外光谱数据分析方法研究进展[ J 】 . 农产品 加工( 学刊 ) . 2 0 1 0 ( 0 3 ) : 7 6 - 7 9 . [ 3 ] 吴瑾光主编. 近代傅 里叶变换红外光谱技术及应用【 M 】 _ E 京: 科学技 术文献 出版社, 1 9 9 4 . [ 4 】 周学秋, 朱雨杰. 现代傅里 叶变换近红外光谱仪器技术及应用们. 布 鲁克光谱仪器公司, 2 0 0 1 . 1 0 .
l 0% 。
近年来 , 一些饲料企业超量使用尿素现象严重 , 造成了牛、羊尿素中毒和死亡事件屡有发生 。这给 牛、 羊养殖企业或养殖户造成了巨大的经济损失 , 影 响了养殖业 和畜牧业 的可持续发展 。我国 目前没有 饲料中尿素测定方法 的国际标准 ,为 了监控尿素在 反刍动物饲料 中的添加量 ,防止家畜尿素中毒和死 亡事件 的发生 ,研究饲料中尿素测定的方法是非常
使用量 , 降低饲养成本。尿素在反刍家畜消化道 内转

豆粕蛋白质含量近红外快速测定技术的研究

豆粕蛋白质含量近红外快速测定技术的研究
s u g g e s t t h a t t h e e s t a b l i s h e d NI RS me t h o d i s n i l e f f e c t i v e t e c h n o l o g y or f t h e q u a n t i t a t i v e d e t e r mi n a t i o n o f p r o t e i n c o n t e n t i n s o y b e a n me a 1 .
De v e l o pm e nt o f a Ne a r - i n f r a r e d Re f l e c t a n c e Spe c t r o s c o p y Me t ho d f o r De t e r mi na t i o n o f Pr o t e i n Co nt e n t i n So y b e a n Me a l
NA Ro ng
( L i f e S c i e n c e a n dT e c h n o l o g yDe p a r t me n t , Ni n g x i aP o l y t e c h n i c , Yi n c h u a n 7 5 0 0 21 , C h i n a ) Ab s t r a c t : Ba s e d o n t h e n e a r — i n f r a r e d r e l f e c t a n c e s p e c t r o s c o p y ( N I R S)me t h o d a n d mo d i f i e d p a ti r a l l e a s t s q u a r e s( MP L S )

近红外光谱分析技术在豆粕质量监控中的应用研究

近红外光谱分析技术在豆粕质量监控中的应用研究
案, 以提 高在 线监控 效 果和准 确性 , 中 包括 选择 大豆、 出粕 、 其 浸 豆粕 作 为在 线 监控位 点 ; 以及 确 定水
分、 粗蛋 白、 纤维和 豆粕近红外 全谱信 息作 为质 量监测指标 。 粗 实验结果表 明 , 述指标 能较全 面评价 上
豆粕 质量 , 能较好地 实现豆 粕生产质 量的在 线监控 。 并 关键词 豆粕 ; I S 在 线监控 NR ;
杨 海 锋 , 中 国农 业 科 学院 饲 料 研 究所 饲 料 工程 室 ,
10 8 , 京 市 中 关村 南 大街 1 。 006 北 2号
分别采集每班生产 的豆粕产品 50g作 为实验样 0 .
品 ; 定前 , 品须经 Z 0 测 样 M10型 样 品 磨 粉 碎 过 4 目。 0
国标 规 定 豆 析仪( 瑞典 F S O S公 司)D 7 0 、 A 2 0型近红 外光谱 分析仪 脲 酶 活 性 也 是 影 响 豆 粕 质 量 的重 要 指 标 , ( 典 波 通 仪 器 公 司 ) A 20型 近 红 外 光 谱 分 析 仪 瑞 。D 7 0
是说 , 这些 掺假 物加 入 到鱼 粉 中 , 者 降低 纯蛋 白 将 或 质含 量 , 者降低纯 蛋 白质消 化率 。这 样我 们就 找到 或

种 较好 的检测方 法 , 法具 有实用 、 此 简便 、 高效 等特
( 编辑 : 崔成德 ,ucn d@tm. m) ci g e o c e o
乏具 有重要 意义 。
在线 质量 监控 是 确保 饲 料工 业 化 生产 质量 和 效 率 的重 要 手段 , 而合 理 的监 控位 点 、 测指 标 和分 析 监 方 法 将直 接影 响在 线质 量 监控 效果 :传统 化 学分 析 方 法 需要 对 样 品进 行 预处 理 , 时较 长 ( 表 1 , 耗 见 ) 通 常不 能满 足实 时监 控 的需 要 。 由于 近红外 光 谱 分析

近红外透射光谱法(NITS)分析大豆品质的研究

近红外透射光谱法(NITS)分析大豆品质的研究

学计量方 法建立 校 正模 型 ; 四是 利用 校 正模 型对 未
知样 品的组分 进行测 定[ 。 3 ]
是 根据 反射 与入射 光强 的 比例关 系来 获得物质 在近
红 外 区 的 吸 收 光 谱 , 磁 波 谱 范 围是 10 n 电 10 m~
2 0 n 这段谱 区的近 红外光 在样 品 中的穿透 一般 5 0 m, 不大于 I mm, 以非 常适合 均质 良好 的粉状 样 品分 所 析 。NI TS是 根据透 射 与人 射光 强 的 比例关 系 来获 得物 质 在 近 红 外 区 的 吸 收 光 谱 , 磁 波 谱 范 围是 电 8 0 m ̄1 5 n 为分 子振 动 吸收 的二 级 和三 级倍 5n 0 0 m, 频 吸收 区 。测量 得到 的吸 收光谱符合 比尔定 律 。同 反 射技术 相 比 , 透射 谱 区的 近外 光 在样 品 的穿 透 最 大 可达 3 mm, 0 因此适合 整粒 或原状 样 品分析 , 完 是
种材料 筛选和 商品 大豆质量 分类分级 。本研 究试验 用样 品 数量 多、 源分布 均 匀、 来 品种 信 息丰 富 , 因此 , 建立 的近红 外透射预 测模 型适 用范 围广 。 所
关 键 词 大 豆 ; 红 外 透 射 ; 正 ; 测 近 校 预
中图分 类号
¥ 6 . 文献标 识码 5 51
快 速 的现代分 析技术 。利用优 化 近红外 透射光谱 分
析定标 模型 , 以从 大 豆样 品 的近红 外 光 谱来 快 速 可
检测 大豆 的粗 蛋 白质 含量 和粗脂 肪 含 量 , 大 提高 大
本 试验 使用 的 F S人 工 神 经 网络 ( OS ANN) 定 标 , 于大样 品数据 库定标 , 以提高 定标测试 的适 属 可 用 范 围和定 标 的稳定性 , 减少 定标模 型的调整 工作 , 使校 正更加 容 易 。

近红外光谱分析技术用于大豆品质育种的应用研究

近红外光谱分析技术用于大豆品质育种的应用研究

2011年中国作物学会学术年会论文摘要集 242近红外光谱分析技术用于大豆品质育种的应用研究 周新奇 杨伟伟 张学锋 桑强 陈智锋 叶华俊* 聚光科技(杭州)股份有限公司,杭州,310052农作物育种需要测定育种材料的多种品质参数。

采用传统方法分析时,育种材料经过预处理而受到破坏;而且分析时间长,花费高,阻碍了育种材料的大规模筛选育种。

因此育种环节迫切需要一种无损快速的品质分析方法。

近红外光谱分析技术具有分析速度快、不破坏样品、无需化学试剂等特点 [1-3],能满足育种分析的要求。

 采用聚光科技(杭州)股份有限公司研制的SupNIR-2720近红外光谱分析仪,配置小样品检测附件,对156份大豆样品进行光谱分析,每份大豆只需2至5g,并利用国标化学方法测定大豆粗蛋白和粗脂肪含量,将大豆光谱与其化学值一一对应建立分析模型。

模型结果如表1所示:粗蛋白和粗脂肪模型的相关系数分别为0.98、0.94;交互检验偏差(SECV)分别为0.74、0.53;RPD[4]值均大于3。

 采用已建立好的近红外模型方法对备份样品进行预测,部分结果如表2所示。

从表2可看出,粗蛋白及粗脂肪预测相对偏差均在3%以内。

 表1 大豆模型结果 性质值 性质值范围 (单位:%) 相关系数 RC 模型校正集 SEC 验证集 SECV RPD (=SD/SECV) 粗蛋白含量 30.26-44.6 0.98 0.72 0.74 5.9 粗脂肪含量 18.4-23.39 0.94 0.49 0.53 3.2 注:RPD=SD/SECV,其中SD为样品集各组分含量的标准差。

 表2 部分大豆验证集样品预测偏差 粗蛋白 粗脂肪 样品编号 真实值 预测值 相对偏差 真实值 预测值 相对偏差 大豆78号 44.64 44.34 0.67 18.88 18.88 -0.02 大豆95号 43.95 42.68 2.89 18.44 18.93 -2.64 大豆21号 42.53 42.04 1.14 18.66 19.18 -2.79 大豆29号 40.88 41.46 -1.41 19.44 19.67 -1.16 大豆80号 39.62 40.81 -2.99 19.71 19.27 2.23 大豆20号 38.34 39.10 -1.99 20.44 20.65 -1.02 大豆76号 36.90 37.13 -0.64 21.54 21.00 2.49 大豆75号 34.54 34.70 -0.45 22.82 22.90 -0.37 大豆103号 33.59 33.04 1.63 22.00 22.40 -1.82 大豆49号 32.91 32.60 0.96 22.88 22.70 0.81 大豆105号 31.87 32.82 -2.97 23.39 23.32 0.29 大豆30号 30.26 29.97 0.95 23.40 23.30 0.44 综上所述,采用NIR技术无损分析小样品量大豆粗蛋白和粗脂肪结果准确度较好,而且用于光谱分析样品量仅2-5g。

中红外光谱在食品掺假检测中的应用

中红外光谱在食品掺假检测中的应用

中红外光谱在食品掺假检测中的应用
近年来,食品掺假问题已经成为世界范围内关注的热点话题。

食品安全是确保人民健康的一个重要组成部分,但是现在的食品行业出现了许多食品掺假的问题,严重影响了市场和人民的健康。

目前,现有的掺假检测技术仍然存在许多不足,为了更好地解决食品掺假的问题,中红外光谱技术应运而生。

中红外光谱是指在光谱范围内1800-3000nm的一种特殊波段,它是一种基于物质分子结构不同特性的物理分析技术,具有分子结构化鉴别、探究有机分子结构等特点,它可以有效地用于检测不同食品中所含未知成分,探测食品掺假情况。

首先,中红外光谱技术可以用于分子结构分析、提取特征物质,以及识别和分离特异性化合物,它可以实现对食品中的物质的非破坏性检测,可以有效地检测出掺假的食品。

另外,中红外光谱技术也可以用于样本中成分的谱图比较,以及通过光谱的对比,对食品中的成分进行标记或查找某种特征物质,例如检测食品中是否含有合成物。

此外,它还可以用于检测变品食品或污染食品,以确保食品安全。

同时,中红外光谱分析技术也有一些优点,如快速、灵敏度高、成本低、测量准确以及对环境污染最小等。

这个技术的优势对食品掺假检测有着巨大的优势,它可以有效地实现精确的检测,大大提高掺假检测的准确率。

总之,中红外光谱技术在食品掺假检测中具有重要的意义。

这种
技术具有准确性高、检测非破坏性、灵敏度好、成本低、可重复性强、快速检测等优点,可以有效地检测食品掺假,成为现在食品掺假检测中不可或缺的重要分析技术。

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为9 6 . 1 2 %。应 用 NI R 光 谱 技 术 测 定 饲 料 中 肉 骨
粉 含量 也 有 很 多 文 献 报 道 n 。中红外 ( mi d i n — f r a r e d , MI R) 光 谱 技术 在食 品掺假 如蜂 蜜 、 果汁 、 巧
员 的要 求 高 , 耗 时长 。
动 物 营养 学 报 2 0 1 5 , 2 7 ( 4 ) : 1 1 9 9 — 1 2 0 6 C h i n e s e J o u r n a l o f A n i m a l Nu t r i t i o n d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 6 - 2 6 7 x . 2 0 1 5 . 0 4 . 0 2 5
能 区别 蛋 白氮 和非 蛋 白氮 , 但 尿素吸湿性强 , 直 接 添 加 容 易被 发 现 , 而 将 尿 素 热 加 工后 , 可 形 成 白色 固体 , 其 主要成分 是缩 二脲 、 缩 三脲 、 三 聚 氰 酸 等
缩 合 物 J , 凯 氏定 氮法 测 得其 含 氮 量 约 为 4 0 %。
豆 粕 作 为 主 要 的植 物 性 蛋 白质 饲 料 原 料 , 在
红外 光 谱 技 术 是 一 种 快 速 有 效 的检 测 技 术 , 在 食 品 掺 假 中 应 用 广 泛 一 。在 饲 料 掺 假 方 面 , Ha u g h e y等 利 用 近红 外 ( n e a r i n f r a r e d , NI R) 光 谱
收 稿 日期 : 2 0 1 4 —1 0 - 2 4
克力 、 油脂 等 方 面 应用 较 多 J , 对 于粉 状 样 品 的 研
加 的虚 增 蛋 白质 类 物 质 之 一 , 即 以 尿 素 为 原 料 经
热 加 工 制得 。使 用 尿 素 的原 因 是 尿 素 廉 价 且 含 氮
1 0 0 %; 刘 星 。 。 采 用 主 成 分 分 析 结 合 支 持 向 量 机
量高 ( 4 6 . 7 %) , 常规 的检测方 法 “ 凯 氏定氮 法” 不
结 合偏 最 小 二 乘 判 别 分 析 ( P L S . DA) 对 掺 有 肉 骨
粉 的 鱼粉 进 行 快 速 鉴 别 , 掺 人 量 ≥5 %时 正 确 率 为
和饲料 中检 出三 聚氰胺 后 , 虚增 蛋 白质 类物 质 引
起 了广 泛 关 注 。经 调 查 发 现 , 尿 素 聚 合 物 是 所 添
近 红 外 和 中 红 外 光 谱 技 术 在 快 速 鉴 别 豆 粕 中 掺 入 尿 素 聚 合 物 的研 究
孙丹丹 李军 国 秦玉 昌。 董颖 超
( 1 . 中国农 业科学 院饲料研 究所 , 北京 1 0 0 0 8 1 ; 2 . 农 业部食物 与营养发展 研究所 , 北京 1 0 0 0 8 1 )
量标 准化 后 建 立 的 S V M 分 类 模 型 训 练 集识 别 率 为 9 9 . 8 %, 测 试集识 别率 为 9 9 . 2 %, 检 测 限 为
1 . 0 %; 中红 外 光谱 数 据 经 变量标 准化 和 一 阶 导数 7点 平 滑处 理后 , 建立的 P L S — D A和 S VM 分 类
畜禽 、 水 产 及 特 种 动 物 养 殖 中 应 用 广 泛 。但 是 , 由
于利 益 的驱 动 , 一 些 商 家 在 豆 粕 中 掺 人 一 些 含 氮 量高 的化合物 来提 高粗 蛋 白质 含量 , , 最低 测定质 量浓 度 达到 0 . 1 %; 杨 增玲 等 应 用可 见- N I R光谱 技术
模 型 对样 品的 识 别 率均 达 到 1 0 0 . 0 %, 检 测限为 0 . 0 8 %。 因此 , 近 红 外 和 中红 外 光 谱 技 术均 可对
掺 入 尿 素 聚 合 物 的豆 粕 快 速鉴 别 , 后 者 的灵 敏 度 高 于前 者 。 关键 词 :近 红 外 ; 中红 外 ; 掺假 豆 粕 ; 鉴 别 中 图分 类 号 : S 8 1 6 . 1 7 文献 标 识 码 : A 文章编号 : 1 0 0 6 — 2 6 7 X( 2 0 1 5 ) 0 4 — 1 1 9 9 — 0 8
( S V M) 化学计量学算法 , 分别对掺入 5 %~ 1 5 %的 三 聚 氰胺 甲醛 树脂 和 脲 醛 树 脂 的奶 牛精 补料 正 确
识 别率 为 1 0 0 %; 石 光 涛 等 应 用 可 见 一 NI R 光 谱 技 术结 合 P L S — DA对 掺 有 豆粕 的鱼 粉进 行 判别 , 掺
5 . 0 0 %的尿 素 聚 合 物 , 利 用 傅 立 叶 变 换 近 红 外 和 中 红 外 光 谱 技 术 及 偏 最 小 二 乘 判 别 分 析
( P L S - D A) 和 支持 向量 机 ( S V M) 分 类方法 , 对掺 假 豆 粕进 行 识 别 。 结 果 表 明 : 近 红 外 光谱 经 变
人 豆粕 浓 度 为 2 % ~5 0 %时 , 检 验 集 的 正 确 判 断 率
缩 二 脲 的 检 测 方 法 有 分 光 光 度 法 和 高 效 液 相 色 谱一 串联 质 谱 法 j , 三 聚 氰 酸 的 检 测 方 法 为 色 谱
法[ 4 - 5 ] , 但这些检测方 法需要 化学试 剂 , 对 操 作 人

要 :本 试验 旨在 应 用 并 比较 近 红 外 和 中红 外 光 谱 技 术 结 合 模 式 识 别 方 法对 掺 假 的 豆 粕 进
行 快速 鉴 别 。试验 收 集 了不 同批 次 1 4 5个 纯 豆粕 样 品 , 随 机 选取 部 分 纯 豆粕 样 品 , 掺入 0 . 0 8 %~
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