近红外光谱结合偏最小二乘法快速检测米糠油过氧化值和酸价

研究旨在建立近红外光谱法快速测定米糠油中过氧化值和酸价的方法。以化学滴定法测定米糠油中过氧化值和酸价为参比方法,采用近红外分析技术结合偏最小二乘法,建立了米糠油中过氧化值和酸价的近红外定量分析模型。过氧化值和酸价定量分析模型的决定系数分别为99.11%和99.72%,预测标准差分别为0.436 7%和0.044 78%,交叉验证标准差分别为0.452 2%和0.046 69%。利用78个验证集样品对定标模型进行外部独立验证,过氧化值及酸价的绝对误差分别在–0.78%～0.82%和–0.142%～0.139%之间,相对误差分别在–13.21%～14.44%和–14.85%～12.46%之间。表明所建立的定量分析模型及方法可对米糠油中过氧化值和酸价进行简便、快速测定。     

近红外光谱结合不同偏最小二乘法快速检测镇江香醋的浑浊度

利用近红外光谱(4000cm-1～10000cm-1)结合化学计量学方法快速检测了镇江香醋中的浑浊度。首先,用近红外光谱仪采集香醋样本的近红外光谱数据以及用离心法测定样本的浑浊度值;然后,采用间隔偏最小二乘法(iPLS)、反向区间偏最小二乘法(biPLS)、联合间隔偏最小二乘算法(siPLS)优选光谱特征区间;最后,采用全光谱(4000cm-1～10000cm-1)偏最小二乘法(PLS)对优选出来的区间建立香醋浑浊度近红外光谱模型。结果表明,采用siPLS将全光谱均匀划分30个子区间,选择4个子区间[4 10 18 27]联合时,建立的模型预测效果最佳,其RMSECV和RMSEP分别为0.173和0.208,校正集和预测集相关系数分别为0.9337和0.9004。因此,利用近红外光谱技术快速检测香醋中的浑浊度是可行的。     

近红外光谱结合不同偏最小二乘法无损检测食醋中总酸含量

探讨了快速、无损检测食醋中总酸含量的建模方法,利用近红外光谱法分别结合间隔偏最小二乘法(iPLS)、反向区间偏最小二乘法(BiPLS)、联合间隔偏最小二乘算法(SiPLS)进行建模,对各算法在不同划分区间数及区间选择时对建立模型的影响进行比较.结果表明:BiPLS、SiPLS(2,3,4区间联合)建模效果较好于iPLS所建立的模型,其中BiPLS在选择43个子区间,5个子区间联合(3,4,6,7,16)最佳,其RMSECV和RMSEP分别为0.2876和0.2726,校正集和预测集相关系数分别为0.9343和0.938;SiPLS在选择3个区间联合,49个区间数(3、5、7区间联合)最佳,其RMSECV和RMSEP分别为0.2607和0.2802,校正集和预测集相关系数分别为0.9463和0.9371;iPLS在选择22个子区间,第三个子区间,主因子数为4时最佳,其RMSECV和RMSEP分别为0.2998和0.2977,校正集和预测集相关系数分别为0.928和0.9213.不同偏最小二乘算法所选取区域大多集中于5500～6000 cm-1范围内,证明该波数范围应该是总酸的相应特征区间.     

利用近红外光谱和偏最小二乘回归法预测脂肪酸组成

采集了30种植物油样品在10000~55 00 cm-1范围内的近红外透射光谱,将所有样品作为校正集,随机抽取10种样品作为预测集,以气相色谱方法测得植物油中主要成分油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸的含量为参考值,应用偏最小二乘回归法建立了基于近红外光谱的测定植物油主要成分含量的校正模型。四种成分校正模型的交叉验证误差均方根为0.281 1%~1.496 4%,预测误差均方根为1.080 8%~18.063 0%,校正集的预测值与实测值的相关系数均大于0.99,预测集中除了棕榈酸的预测值与实测值的相关系数为0.817 9,其余均大于0.9。     

近红外漫反射光谱结合偏最小二乘法对紫胶理化指标的快速测定

采用化学法测定紫胶理化指标的化学值,应用傅里叶变换近红外光谱技术,采集紫胶的近红外光谱并使用光谱预处理方法消除噪声,组合区间偏最小二乘法选择特征波段,采用内部交互验证法筛选主成分数,最后通过偏最小二乘法建立回归模型,最终得到紫胶中灰分、水分、冷乙醇可溶物、热寿命、酸值和颜色指数的近红外光谱定量分析模型。灰分、水分、冷乙醇可溶物、热寿命、酸值和颜色指数校正集校正决定系数分别为0.968、0.982、0.945、0.821、0.873和0.946,交叉验证标准误差分别为0.054、0.081、1.050、0.359、1.230和1.880;验证集的决定系数分别为0.958、0.981、0.904、0.810、0.872和0.930,预测标准误差分别为0.039、0.039、0.039、0.234、0.700和0.618;相对分析误差值分别为5.58、7.65、3.30、2.51、2.82和4.31。结果表明,近红外光谱法对热寿命和酸值进行定量分析是可行的,但其精度有待进一步提高。对于紫胶中灰分、水分、冷乙醇可溶物和颜色指数,内部交叉验证和外部验证均证明,建立的近红外定量分析模型的准确度和预...     

近红外光谱结合偏最小二乘法快速测定糖果中水分含量

采用近红外光谱(NIR)结合偏最小二乘法(PLS)建立了一种糖果中水分含量快速准确的测定方法。在12500~3600 cm^-1光谱范围内采集116批糖果的近红外漫反射光谱,并用减压干燥失重法测定其水分含量。通过比较不同参数对建模的影响,发现用多元散射校正法进行预处理,在11682.2~9826.1、8939.0~6267.9、5378.8~4487.8 cm^-1光谱范围内,主成分数为15时,应用PLS方法建立的糖果水分的定量分析模型效果最佳。所建立模型的相关系数为0.9716,校正均方根误差和验证均方根误差分别为0.97%和1.03%。该方法结果准确可靠、操作简便,可用于糖果中水分含量的快速检测。     

近红外光谱技术结合反向区间偏最小二乘算法-连续投影算法预测哈密瓜可溶性固形物含量

采用近红外光谱技术结合数据降维的方法,建立了哈密瓜可溶性固形物含量的预测模型,对原始光谱进行特征区间选择,共选取了6个子区间,432个光谱变量;将6个联合子区间的光谱数据分别结合特征选择竞争性自适应重加权采样算法、遗传算法、连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)提取特征...     

近红外光谱技术快速检测腊肉酸价和过氧化值

探讨应用傅里叶近红外光谱技术快速定量检测腊肉酸价和过氧化值的方法。腊肉样品经粉碎、混匀后在AntarisⅡ傅里叶近红外光谱分析仪上扫描,获得其近红外光谱与国标法测定的酸价和过氧化值含量数据进行关联,用傅里叶变换近红外光谱技术结合偏最小二乘法建立近红外光谱与腊肉酸价和过氧化值含量的数学模型并进行预测。结果表明：酸价模型中,校正决定系数和交叉验证决定系数分别是0.99582和0.98687,校正均方差和交叉验证均方差分别是0.1370和0.1900;过氧化值模型中,校正决定系数和交叉验证决定系数分别是0.99999和0.99926,校正均方差和交叉验证均方差分别是0.756×10-4和0.684×10-3。用该模型对验证集样本进行预测并统计分析,表明预测值与测定值无显著差异,傅里叶近红外光谱技术快速定量检测腊肉酸价和过氧化值是可行的。     

近红外光谱技术结合偏最小二乘判别分析检测三七品质

目的 利用近红外光谱技术实现不同等级三七样品的快速鉴别。方法 采集等级A（20头）、等级B（30头）、等级C（40头）、等级D（60头）四种不同等级三七样品的近红外光谱,构建偏最小二乘判别分析（partial least squares discriminant analysis, PLS-DA）分类器模型鉴别四种等级的三七样品,同时为了减近红外光谱中的冗余波长变量,进一步优化模型的判别结果,利用竞争自适应重加权采样（competitive adaptive reweighted sampling, CARS）算法提取近红外光谱中的特征变量。结果 所构建的PLS-DA分类器模型对等级C和等级D的三七样品,鉴别准确率达到100%,但是对于等级A和等级B的三七样品因为存在误判,鉴别准确率仅为0%和20%。经过CARS算法提取近红外光谱特征变量后,光谱变量数大幅减少,从1557个变量下降到78个变量。以优选后的特征变量构建的CARS-PLS-DA分类器模型更加简化,对四种等级三七样品的预测均方根误差均明显下降,说明模型的预测分类变量更接近真实的分类变量,鉴别结果更加准确。同时,对四种等级三七样品的鉴别准确率显著上升,其中对于等级C和等级D的鉴别准确率为100%,对于等级B的鉴别准确率从20%提升到100%,等级A鉴别准确率从0%提升到75%。结论 所构建的CARS-PLS-DA分类器模型对四种等级的三七样品具有更好的鉴别效果,可以实现不同等级三七的品质鉴定。     

基于近红外光谱的柠檬酸发酵液化清液概率偏最小二乘法监控

柠檬酸发酵液化清液生产过程监控对整个柠檬酸生产至关重要,近红外光谱能够通过不同波长下分子的振动多方面地反映过程的运行状况,包含了大量的过程信息。但是,现有方法往往是建立近红外光谱与总糖总氮等质量变量的回归模型,通过判断质量变量是否超过阈值实现对过程运行状态的事后报警,忽略了近红外光谱内部的很多有用信息,监控效果较差。该文充分利用和分析近红外光谱的统计特性,提出一种基于近红外光谱生产过程的统计监控方法,首先建立近红外光谱和总糖总氮的概率偏最小二乘模型(probability partial least squares,PPLS),然后基于模型对不同的信息设计监控指标,能够充分利用近红外不同波长上的信息,实现故障的事前预警。结果表明,采用该方法得到漏报率为9.68%,错报率为25.81%,可以有效地对柠檬酸发酵液化清液生产过程进行监控。     

拉曼光谱结合偏最小二乘法对食用油品质快速检测研究

研究采集不同种类、不同氧化程度的84个食用油样本拉曼光谱图,建立关于其过氧化值的偏最小二乘定量检测模型,进行波长筛选,并用“一阶导数法+SNV”对光谱进行预处理,建模相关系数达到0.952 8,校正标准偏差为0.572 0;预测相关系数为0.921 9,相对预测均方差为0.698。结果表明,经光谱预处理和波长筛选优化后,模型准确性和稳健性可靠,误差相对较小,最终得出了合理的食用油过氧化值定量模型。由此可见,研究所建定量模型稳健性良好,利用拉曼光谱分析技术对油品过氧化值进行快速检测具有可行性,并且这种技术有望用于日常食用油品质的快速检测。     

基于近红外光谱与组合间隔偏最小二乘法的稻米镉含量快速检测

采用近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)结合组合间隔偏最小二乘法(synergy interval partial least squares,siPLS)建立稻米镉含量快速检测的方法。收集并分析72个稻米样品的NIRS谱图。对光谱前处理方法进行优化,确定平滑、多元散射校正与均值中心化处理为最优方法。采用siPLS法筛选特征波数,建立稻米镉含量的定量模型。稻米镉siPLS模型交叉验证均方根(RMSECV)与预测均方根(RMSEP)值分别为0.247与0.261,训练集相关系数(Rc)与预测集相关系数(Rp)值分别为0.919与0.895。结果表明:运用siPLS法选择特征波长后,不但可以降低模型的复杂度,同时还能够提高预测精度。NIRS作为一种快速、无损与便捷的初筛方法,可用于检测稻米中镉含量是否超标。     

FTIR技术结合区间偏最小二乘法快速测定油脂中反式脂肪酸

研究了傅里叶红外光谱技术结合区间偏最小二乘法(iPLS)快速分析食用油中低含量(0.1%~5%)反式脂肪酸的分析方法。通过系统地比较衰减全反射红外光谱法(ATR-FTIF)及衰减透射红外光谱法(TR-FTIR)光谱的模型效果,优化建模区间。研究结果表明,ATR-FTIR、TR-FTIR-PLS回归模型均能有效测定油脂中低浓度反式脂肪酸的含量,但TR-FTIR法灵敏度优于ATR-FTIR法。iPLS区间选择结果显示,以1 000~940 cm~(-1)波段透射光谱建模,相关系数R~2为0.998 8,标准集的RMSEC 0.016 6,验证集RMSEP为0.008 75,预测相对标准偏差2.92%,预测值与实际值高度相关,Y_(预测)=1.00X_(实际)-0.003 44,R~2=0.998 7。12组外部验证试验相对标准偏差为4.80%,说明预测精确度较高、模型稳定性好,有潜力替代传统气相色谱法用于油脂中低含量反式脂肪酸快速定量测定。     

基于iPLS的油脂过氧化值近红外光谱特征波段选择

在大豆油脂过氧化值近红外光谱分析中,利用间隔偏最小二乘法(interval partial least square,iPLS)实现油脂光谱特征波段选择。分别将全谱波段以10个数据点间隔和20个数据点间隔分成若干个小波段,然后对全谱和每个小波段分别用PLS回归建模,用预测残差平方和(predicted residual sum of squares,PRESS)对模型进行评价。结果表明：经过特征波段选择后,50个波长点模型的决定系数、预测误差均方根、相对误差均值分别为0.9791、0.0513和2.12%,有效地减少建模的变量数,预测精度得到提高。     

基于近红外光谱快速定量检测面粉中曲酸的方法建立

利用近红外光谱技术快速定量检测面粉中非法添加的褐变抑制剂曲酸。选取市场上常见3?种基本类型的面粉（高、中、低筋面粉）,分别制备曲酸质量分数为0.0%、0.5%、1.0%、3.0%、5.0%、10.0%的面粉样品,并采集其在1?000～2?400?nm波段下的光谱数据。对比不同预处理下高筋面粉样品数据所建偏最小二乘（partial least squares,PLS）回归模型效果,选取Savitzky-Golay一阶导数为最优预处理方法。采用区间偏最小二乘（interval partial least squares,iPLS）法选取1?088.8～1?153.5?nm为最佳光谱区间。结果表明,基于最佳光谱区间所建PLS回归模型预测效果优于基于全波段光谱数据所建模型。进一步,基于所选最优区间对中、低筋面粉和混合样品集分别建立PLS回归模型。高、中、低筋面粉及混合样品集基于最优区间的PLS模型的决定系数为0.949～0.972,标准误差为0.581%～0.830%,验证集标准偏差与预测标准偏差的比值为4.171～4.830。结果表明,基于最优区间的近红外光谱方法对不同类型面粉中曲酸质量分数为1.0%～10.0%的样品具有较好的预测结果,结合具有低检测限的化学检测方法,在对大批量样品的检测中可提高检测效率。     

食用纯碱用于高酸值压榨花生油精炼的研究

将食用纯碱用于高酸值压榨花生油的精炼过程,用以降低酸值,研究了反应温度、超碱量、碱液质量分数、搅拌时间对脱酸的影响,得到最佳精炼条件为:反应温度20~30℃,超碱量不超过理论值的50%,碱液质量分数20%~25%,搅拌时间20~25 min。     

同步荧光光谱法测定橙汁中原果汁的含量

利用同步荧光光谱法对橙汁中原果汁含量进行定量分析。对样本的同步荧光光谱数据进行预处理然后选择不同的光谱波段结合偏最小二乘(partial least squares,PLS)法建立原果汁含量预测模型,并对预测集样本进行预测来验证模型的准确性以及此法的可行性。结果显示:平滑处理结合一阶导数处理后的光谱数据更加适用于模型建立;使用全波段光谱建立的模型性能优于区间波段所建立模型。最终得到的最优模型对预测集进行预测时所得预测均方根误差(Root mean square error of prediction,RMSEP)为0.035832,决定系数(coefficient of determination,R2)为0.972570。由此可以说明同步荧光光谱法结合PLS可实现原果汁含量的定量分析。