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烟草水溶性糖近红外定量模型中光谱范围选择方法的研究
中国烟草学报 Acta Tabacaria Sinica
doi :10.16472/j.chinatobacco.2014.227 19
烟草水溶性糖近红外定量模型中光谱范围选择方法的研究
, , , , , ,
夏骏 陆扬 苏燕 潘力 林垦 朱书秀 陆明华
浙江中烟工业有限责任公司,浙江 杭州 310024
摘 要:运用四种不同的光谱范围选择方法来建立烟草中水溶性糖的近红外定量模型,发现模型的交互验证系数、交互验证均方
差和预测均方差有明显的差异。通过对烟草中水溶性糖的分子结构分析,结合傅里叶变换近红外漫反射光谱的特性,初步确定烟
草水溶性糖近红外定量模型的建模光谱范围,以交互验证系数和交互验证均方差为评价指标进一步优化光谱范围,可以得到烟草
水溶性糖在近红外定量模型中的最佳光谱范围为 3850~5010 cm-1 、5720~7010 cm-1 和 7760~7980 cm-1 ,总糖和还原糖定量模型的
交互验证系数、交互验证均方差和预测均方差分别为 0.989、0.787、0.565 和 0.982、0.801、0.693 。
关键词:近红外;烟草;定量模型;光谱范围;水溶性糖;交互验证
引用本文:夏骏,陆扬,苏燕 , 等 . 烟草水溶性糖近红外定量模型中光谱范围选择方法的研究 [J]. 中国烟草学报,2015,21 (2 )
[1]
烟草中的水溶性糖对烟叶品质具有重要影响 , 围,并以近红外模型的交互验证系数和交互验证均方
是决定烟气醇和度的主要因素 [2] 。在烟草工业中,水 差为评价指标,确定了烟草水溶性糖在建立近红外定
溶性糖含量的分析测定是日常检测项目之一,对卷烟 量模型时的最优光谱范围。
成品质量的控制具有重要的意义。由于传统的化学检
1 实验部分
测方法比较复杂,费时长,消耗大 , 因此近些年来,
简单快速的近红外光谱分析技术在烟草行业中的应用 1.1 仪器设备
颇为广泛 [3-5] 。但是近红外光谱分析技术是利用化学 Antaris 傅里叶变换近红外光谱仪(Thermo,美
计量学方法从复杂的光谱数据中提取有用的样品含量 国),配有积分球漫反射采样系统和样品杯旋转采样
信息,所以其分析结果容易受到多种因素的影响。李 附件;Futura 全自动连续流动分析仪(Alliance ,法国);
军会等研究了样品装样、测试条件等因素对近红外检 Cyclotec 1093 旋风式样品磨(Foss Tecator ,丹麦);
测结果的影响,并实现了通过建立全局模型应用自校 SC101 型鼓风电热恒温干燥箱(浙江嘉兴新塍电器
正方法来降低分析误差 [6] 。段焰青等考察了粒度对烟 厂)。
末总糖、总氮和烟碱含量近红外预测值的影响,结果 1.2 样品与处理
表明当烟末粒度在 40 目以上才能保证预测数据的准 收集 700 个 2011~2013 年烤烟烟叶样本,产区
确性和精密性 [7] 。练文柳等采用基线校正、去卷积、 包括云南、四川、山东、江西、湖南、湖北、河南、
一阶微分、二阶微分、主成分回归和偏最小二乘法对 贵州、广西、福建、安徽共 11 个,等级包括 B1F 、
烟叶样品的近红外光谱数据进行处理,建立了相应的 B2F 、B3F 、C1F 、C2F 、C3F 、X1F 、X2F 、X3F 共
校正模型,并作比较,发现运用二阶微分和偏最小二 9 个,样本涵盖主要产区和等级。将所有样本按照烟
乘法建立的模型效果最好 [8] 。马翔等选择不同的谱区
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