近紅外光譜分析技術在蔬菜品質(zhì)無損檢測中的應用研究進展

近紅外光譜分析技術在蔬菜品質(zhì)無損檢測中的應用研究進展摘要：人們生活水平的提高，對于蔬菜品質(zhì)的要求也越來越高，因此出現(xiàn)了多項蔬菜檢測技術，其中近紅外光譜分析技術是應用領域最廣泛的技術。它能夠快速高效的分析，而且成本低無污染，對于蔬菜沒有損害。本文將從近紅外光譜分析技術的基本原理出發(fā)，講述該項技術在蔬菜品質(zhì)無損檢測中的應用研究進展，并提出該項技術當下存在的問題以及未來的發(fā)展前景。關鍵詞：近紅外光譜技術；蔬菜品質(zhì)檢測；無損檢測引言隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活水平日益提升，對于日常生活所需事物的要求越來越高，其中對于蔬菜的品質(zhì)要求也是在不斷提升，蔬菜的營養(yǎng)成分、食用安全要求也不斷提升。因此，對于蔬菜的品質(zhì)檢測技術也就尤為重要，近些年來也研究出不少的檢測技術如核磁共振幾乎、電子鼻技術、撞擊技術等，而近外紅光譜分析技術則是最廣泛和普遍應用的檢測方法，能夠利用光學傳感器和數(shù)據(jù)處理技術進行分析，精密高效的分析蔬菜品質(zhì)，成分檢測，能夠自動分選出無品質(zhì)損壞的蔬菜，提供高質(zhì)的蔬菜滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨?。一、近紅外光譜分析技術原理近紅外光線是一種電磁波，介于可見光譜和中紅外光譜之間，當它照射到物體時，物體中的分子就會產(chǎn)生共振，然后近紅外光線中的一部分光線被物體吸收轉(zhuǎn)變出更加復雜的光譜，這個復雜光譜則顯示著物體的特征，專業(yè)人員看著這個圖譜才能清楚物體的品質(zhì)。對于蔬菜品質(zhì)檢測也是同樣的道理，當蔬菜照射到近紅外光線時蔬菜吸收一些光線產(chǎn)生出圖譜，專業(yè)的蔬菜質(zhì)檢部門看圖譜了解蔬菜當中的物質(zhì)特征，了解蔬菜品質(zhì)情況。在進行近紅外光線照射之前建立好數(shù)據(jù)模型，當近紅外光線照射蔬菜產(chǎn)生圖譜之后與建立的模型相對比就能發(fā)現(xiàn)之間的異同性，了解清楚評測物體的品質(zhì)特性，對于相差的也就一目了然。當測評物件與建立的數(shù)據(jù)模型中的特質(zhì)不相符時，物件的品質(zhì)就存在一定的不足，整體物件的品質(zhì)度就會下降，這就是近紅外光譜分析技術的工作原理。二、近紅外光譜分析技術在蔬菜品質(zhì)無損檢測中的應用研究進展隨著生活質(zhì)量的提高人們對于食物的要求越來越高，在購買的時候都要看清楚質(zhì)檢是否合格，因此要做好食物蔬菜的質(zhì)檢人們發(fā)明了各種檢測的方式。其中近紅外光譜分析技術被人們用來分析蔬菜是否有農(nóng)藥殘留，殘留量會不會過度，是否有什么缺陷，有什么病變，維生素等等。國內(nèi)外針對近紅外光譜分析技術的應用和研究進展各有不同，但針對這方面也做了相當多的實驗分析。1、國外研究進展從20世紀60年代開始就不斷有專家學者進行相關實驗，其中Belton就用慢反射和紅外顯微鏡測評了胡蘿卜、黃瓜、辣椒、土豆以及一些水果，并進行它們之間的對比，在實驗中可以明顯區(qū)別蘋果和非蘋果，而且用不同的測評方法有著不同的光譜顯示，明顯能夠觀察到近紅外光譜與其他方式測評的不同，能夠更加快速的進行蔬菜測評。同時，martin也用實驗來證明了近紅外能不能用在高濃度糖分的物質(zhì)上，他以馬鈴薯作為實驗對象，發(fā)現(xiàn)近紅外線不能測果糖含量，此外，singh又做了馬鈴薯的含水量評測，對帶皮和不帶皮的馬鈴薯都做出了預測模型來檢測它們的含水量差別。還有一些專家針對甜菜來做了近外紅光線測評，在實驗過程中該專家做了大量的統(tǒng)計試驗，針對不同的光譜作出不同的評測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)相比原來化學方法測評更環(huán)保的測評出甜菜中的蔗糖、葡萄糖、氮、鈉、鉀等成分等等。系列的試驗都證明了近紅外光能夠評測出多種蔬菜成分含量，并對于蔬菜來說是無損的，相信在不斷的試驗當中會發(fā)現(xiàn)近紅外線能夠測評出更多的蔬果成分含量，確保蔬果品質(zhì)符合人們要求，對人們的生活品質(zhì)有一定的提升。2、國內(nèi)研究進展國內(nèi)在這方面的實驗也不少，其中金同銘就用一個西紅柿來測評其中包含的有機酸、維生素、果糖、還原糖、檸檬酸等等成分評測，當收集好了光譜數(shù)據(jù)的時候，他用一階、二階微分來處理數(shù)據(jù)，并經(jīng)過多元線回歸分析確定了回歸方程，同時針對不同的波長建模分析還和HPLC實驗做數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)兩種方式是有一定偏差的。同時，國內(nèi)的另一個專家張德雙也用近紅外光譜進行了5個大白菜的測定，從外向內(nèi)的測定了葉片、葉柄的還原糖、維C、粗蛋白和干物質(zhì)等成分。實驗結果顯示不同的葉片之間的有機成分含量是不一樣的，葉片和葉柄之間也有著差異，營養(yǎng)成分高低也不一。此外，還有專家針對不同的品種作出了實驗，主要是做VC和可溶性糖的測定，結果發(fā)現(xiàn)在不同的波長之間有著一定的數(shù)據(jù)偏差。當然還有專家針對樣品的損壞性作出了實驗，發(fā)現(xiàn)近紅外光譜檢測用時較短，根本不會對樣品造成損壞，也沒有一點的消耗，而且在做對農(nóng)藥殘留測定的時候也證實了近紅外光譜是能夠快速、可靠的評定出來是否存在農(nóng)藥殘留的。從國內(nèi)專家一些列的實驗當中，近紅外光譜分析技術在不斷的精進，也發(fā)現(xiàn)了該技術能夠評定多種蔬菜成分特征，而且不需要消耗蔬菜就能夠快速測定，這對于蔬菜品質(zhì)檢測來說有著重要意義。三、近紅外光譜分析技術現(xiàn)狀與未來雖然現(xiàn)階段近紅外光譜分析技術有一定的進展，但大多數(shù)仍舊停留在實驗數(shù)據(jù)層面，仍需要針對一些物質(zhì)的自身特點來進行進一步改進與推廣該測定技術。首先，對于蔬菜來說一是品種多，二是容易腐爛變質(zhì)。近紅外光譜分析技術當前速度仍不能足夠滿足各類蔬菜的評定，也無法快速做到定時定量的評定。因此在研究近紅外光譜技術的同時還應當注重實際運用情況以及大量生產(chǎn)出近紅外的智能分析評定設備。其次，當前國內(nèi)外的實驗都有一定的假定性，都在一定的波長或是別的條件范圍內(nèi)，這與實際應用中的情況不符合，現(xiàn)實中哪能要求在一定的條件下，而是在需要的時間就要進行評定分析蔬菜成分。最后，針對不同品種的數(shù)據(jù)模型建設都有一定的前提條件，那么在實際應用中必定存在著不一樣的環(huán)境條件，對此，應當降低近紅外光譜分析中對環(huán)境的要求，同時建立大量的數(shù)據(jù)建模來滿足測定結果對比，分析每一個狀態(tài)、每一個品種，每一處蔬菜部位之間的成分特征，進而建立出更多模型滿足不同情況之下的測定結果對比，并能夠快速發(fā)現(xiàn)差異性所在。在未來，隨著科技的發(fā)展，近紅外光譜分析技術可以不斷的跟隨技術進步，例如與核磁共振結合、與圖像技術結合。同時加大模型校對，爭取實現(xiàn)模型的通用性來更快速的明確蔬菜品質(zhì)測定，直觀看出差異性。結束語總之在國內(nèi)外相關專家的系列實驗中發(fā)現(xiàn)近紅外光譜技術對于各種領域的測定有著重大作用，尤其是在針對蔬菜拼著測定時候，能夠快速、可靠、低消耗的進行。但是，一些列的實驗也只是在實驗當中，實驗也假定在一定的條件前提下，因此對于近紅外光譜技術的實際應用也應當加快腳步，全面提升該技術，并往著自動化方向發(fā)展，爭取能夠大量的研制出近紅外光譜分析設備，能夠滿足日常中各種情況的測定。對此，近紅外光譜應當緊隨科學技術的發(fā)展，不斷結合先進技術進行蔬菜品質(zhì)檢測，讓人們能夠隨時隨地都能吃到品質(zhì)過關的蔬菜。參考文獻[1]王明，張倩.近紅外技術在玉米品質(zhì)檢測中的應用[J].食品工業(yè)，2020，41（04）：221-226.[2]李壯壯，吳瓊水，黃莎.利用近紅外光譜技術的葵花籽品質(zhì)分析[J].科學技術與工程，2020，20（10）：4061-406