光程变的化对基于近红外光谱的黄酒品质检测的影响.pdf

第 2 9 卷 , 第4 期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vol 29 ,No4 ,pp 950955 2 0 0 9 年 4 月 Sp ect ro scop y and Sp ect ral Analy si s Ap ril , 2009 光程变化对基于近红外光谱的黄酒品质检测的影响 林 　涛 , 于海燕 , 徐惠荣 , 应义斌 浙江大学生物系统工程与食品科学学院 , 浙江 杭州 　3 10029 摘 　要 　以绍兴酒为研究对象 , 利用近红外光谱分析技术和化学计量学分析方法 , 开展了光程变化对基于 近红外光谱的黄酒品质检测影响的研究 , 建立了黄酒酒精度 、糖度和 p H 值 3 个品质指标的分析模型 。通过 比较 05 , 1 , 15 , 2 , 25 和 3 mm 6 个不同光程 , 并比较原始光谱 、一阶微分光谱和二阶微分光谱三种光谱 预处理方式对模型性能的影响 , 确定了这 3 个指标的最佳检测方式 。黄酒酒精度和 p H 的最佳检测方式为 : 光程 2 mm , 采用偏最小二乘回归结合原始光谱 ; 糖度的最佳检测方式为光程 1 mm , 采用偏最小二乘回归结 合原始光谱 。这一研究表明光程变化对基于近红外光谱的黄酒品质检测有影响 , 选择合适的光程能够有效 地提高检测精度 。 关键词 　近红外光谱 ; 黄酒 ; 光程 ; 光谱预处理 中图分类号 : TP2745 　　文献标识码 : A 　　DOI : 103964/ ji ssn 2009 0座机电话号码 中光谱重叠严重 , 需要采用多波长光谱测量和多变量校正方 引　言 法进行微弱化学信息的提取 , 选择合适的光程长度 , 以能够 有效地提高黄酒品质预测的精度 。本研究通过对光程变化对 近红外光谱技术作为一种无损 、快速的检测手段被越来 近红外光谱的黄酒品质检测影响的研究 , 确定了黄酒中三个 越多的研究人员所应用[ 16 ] 。国外学者利用近红外光谱对液 主要品质指标的近红外光谱的最佳检测方式 。 态食品品质检测已经进行了许多研究 , 但国内在这方面的研 究还处于起步阶段 。近红外光谱技术在酒品质检测中的应用 1 　材料与实验方法 主要有 : 预测酒中的甲醇含量[7 ] , 分析 白葡萄酒和黄酒中的 微量金属元素含量[8 , 9 ] , 预测酒中的酒精含量[ 10 ] , 确定红酒 11 　样品 发酵体中的酚类物质[ 11] , 检测啤酒 中的酒精度和总酸含 实验样品由浙江省粮油食品进出口股份有限公司下属的 量[ 12 , 13 ] , 区分不同种类葡萄酒的成分差异[ 14 , 15 ] 以及检测黄 浙江塔牌绍兴酒厂提供 , 分别为 1996～2005 年年冬酿的绍 酒中不同成分的含量[ 16 ] 。此外 , 近红外光谱技术还被应用于 兴酒基酒样品各 10 瓶 , 共计 100 瓶 。本研究的主要检测指标 区分黄酒的品种差异[ 17 ] 和产地差异[ 18 , 19 ] 以及判定黄酒的酒 为酒精度 、糖度和 p H 值 , 检测方法参照 国家标准《黄酒》 [20 ] 龄 。 GB/ T 13662 —2000 和《绍兴酒》GB 17946 —2000 。 由于近红外光谱区包括含氢基团不同级别的倍频和不同 12 　仪器设备 形式组合的合频吸收 , 所 以与中红外光谱相 比 , 其谱带较 近红外光谱采集用美国热电尼高力公司的 Nexu s 智能 宽 , 吸收峰重叠严重 , 谱带复杂 , 而且吸收强度较弱 , 光谱 型傅里叶变换近红外光谱仪 , 光谱采集和预处理软件为 OM 的信噪比低 。因此 , 如何从复杂 、重叠的近红外光谱中提取 N IC v6 1 , 分辨率 8 cm - 1 , 扫描次数 32 次 , 光谱范围为 800 微弱的化学成分变化信息 , 提高测量精度 , 是近红外光谱分 ～2 500 nm 。液体样品池光程可调 , 其基本构造如图 1 所示 , 析技术中的一个技术难点 。根据朗伯比尔吸收定律可知 , 吸 由控制光程距离的隔片 Sp acer 、窗片 Window s 、固定装 收峰的强度主要决定于特定波长下样品的吸光系数和光程 置 Cell Holder 、垫片 Gasket s 、针板 Needle Plat e 和 O 长 。而黄酒是一种混合物 , 不同的成分的吸光系数不同 , 因 型圈 ORing 等组成 , 隔片类似控制长度的垫片 , 试验通过 而它们的最佳检测光程也不一样 。由于近红外光谱分析技术 增减隔片的个数来调节不同的光程长度