菠蘿黑心病、水心病無損檢測 可見近紅外光譜-征求意見稿

2T/GDNBXXXX—2025菠蘿黑心病、水心病無損檢測可見/近紅外光譜法本文件規(guī)定了用可見/近紅外光譜無損檢測法檢測菠蘿黑心病和水心病的原理、儀器、樣品集的選擇、分析步驟等。本文件適用于菠蘿黑心病、水心病品質(zhì)參數(shù)同步無損檢測，不適用于仲裁檢驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T29858分子光譜多元校正定量分析通則NY/T4236菠蘿水心病測報(bào)技術(shù)規(guī)范T/GDNB95.4徐聞菠蘿等級規(guī)格3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1黑心病blackheartdisease菠蘿果實(shí)縱切后果肉出現(xiàn)黑褐色色素沉著現(xiàn)象。3.2水心病watercore菠蘿果實(shí)縱切后果肉呈腐爛、水浸狀。3.3校驗(yàn)集validationset在機(jī)器學(xué)習(xí)中，研究和構(gòu)建算法用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和預(yù)測是一個(gè)常見任務(wù)，這些算法是通過基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測或決策工作，即對輸入的數(shù)據(jù)搭建數(shù)學(xué)模型。校驗(yàn)集用于用來調(diào)參、選擇特征以及調(diào)整其他和學(xué)習(xí)算法相關(guān)的選項(xiàng)。3.4預(yù)測集calibrationset測試集檢驗(yàn)最終選擇最優(yōu)的模型的性能如何。3.5決定系數(shù)coefficientofdetermination（R2）可見/近紅外光譜法測定值與標(biāo)準(zhǔn)理化分析方法測定值之間相關(guān)系數(shù)的平方。3.6均方根誤差rootmeansquareerror（RMSE）均方根誤差是可見/近紅外光譜法測定值與標(biāo)準(zhǔn)理化分析方法測定值偏差的平方與觀測次數(shù)n比值的平方根。衡量兩者之間的偏差。4原理可見/近紅外光譜（VisibleNearInfrared，Vis-NIR）波長范圍為350nm～2526nm，可見光對被測樣本顏色變化較敏感，近紅外光是介于可見光和中紅外之間的電磁波，對含氫基團(tuán)X-H（X=C、N、3T/GDNBXXXX—2025O）振動(dòng)的倍頻和合頻吸收，使得經(jīng)過被測樣本反射或者透射的近紅外光攜帶被測樣本相關(guān)品質(zhì)信息。分析原理是，通過建立光譜與待測參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系（稱為分析模型通過光譜和對應(yīng)關(guān)系，能很快得到所需要的質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)。本標(biāo)準(zhǔn)為校正模型建立，校正模型驗(yàn)證以及用校正模型進(jìn)行預(yù)測提供指導(dǎo)。模型建立、驗(yàn)證過程主要包括：首先，收集一組可代表菠蘿黑心病、水心病變化范圍的校正樣品和驗(yàn)證樣品，組成校正集和驗(yàn)證集；使用儀器測定校正集和驗(yàn)證集的光譜，采用參考方法測定樣品的黑心病、水心病參考值；然后，用SavitzkyGolay（SG）、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量（SNV）和概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PNN）進(jìn)行預(yù)處理，選擇合適的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法將預(yù)處理后的校正集光譜數(shù)據(jù)和黑心病、水心病參考值進(jìn)行關(guān)聯(lián)，在光譜圖和其參考數(shù)據(jù)之間建立起一一對應(yīng)映射關(guān)系，建立校正模型；將驗(yàn)證集光譜輸入檢測模型得到預(yù)測結(jié)果，并與實(shí)際理化值比對，評價(jià)檢測模型的預(yù)測能力和有效性，根據(jù)評價(jià)結(jié)果決定模型能否使用或更新。5儀器鹵素?zé)簦?00W）、可見/近紅外透射光譜檢測系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)、QEpro（400-1100nm）和NIRQUESR（900-1700nm）光譜儀、實(shí)驗(yàn)暗箱、光源、光纖、自動(dòng)校準(zhǔn)黑白參考板、電源和托盤等。6樣品集的選擇精選大小均一無損傷的菠蘿果實(shí)，剔除外部破損和畸形的樣品，留下100個(gè)以上。7分析步驟7.1光譜采集按照適合的光譜采集參數(shù)，采集菠蘿透射光譜，每次測定要求連續(xù)測量不少于3條的樣品透射光譜。樣品的透射光譜經(jīng)過預(yù)處理(SavitzkyGolay（SG）、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量（SNV）和概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PNN計(jì)算平均光譜作為最終測量光譜。7.2黑心病和水心病理化分析測定將菠蘿縱切兩半，再平均切分成12小片平鋪在桌面，按照T/GDNB95.4規(guī)定的方法測定菠蘿黑心病，按照NY/T4236規(guī)定的方法測定水心病。7.3校正模型的建立用于建立模型的校正樣品應(yīng)具有代表性，其因素包含不同月份、不同采摘時(shí)間、環(huán)境因素、存放期等，能涵蓋待測樣品的變化范圍。校正樣品數(shù)量不少于100份。按照GB/T29858規(guī)定建立校正模型，校正模型的有效性利用決定系數(shù)（thecoefficientofdetermination，R2）和均方根誤差（rootmeansquareerror，RMSE）指標(biāo)評價(jià)，相關(guān)評價(jià)指標(biāo)的要求見附錄A。7.4校正模型的驗(yàn)證用于評價(jià)模型的驗(yàn)證樣品獨(dú)立于校正集，數(shù)量不少于40份，其代表性與校正樣品要求一致。選擇R2以及RMSE的指標(biāo)評價(jià)校正模型驗(yàn)證預(yù)測效果，相關(guān)評價(jià)指標(biāo)的要求見附錄A。檢測結(jié)果應(yīng)在近紅外光譜測量分析儀使用的校正模型所覆蓋的黑心病和水心病范圍內(nèi)。8異常測量結(jié)果的確認(rèn)和處理8.1異常測量結(jié)果的來源異常測量結(jié)果的來源包括但不限于：——樣品品種與校正模型要求不匹配；——儀器故障；4T/GDNBXXXX—2025——樣品光譜測量條件與校正模型要求不匹配；——樣品光譜測量參數(shù)與建立模型時(shí)參數(shù)不匹配；——樣品黑心病和水心病超過校正模型范圍。8.2異常測量結(jié)果的確認(rèn)測量結(jié)果出現(xiàn)以下任一條件，均可確認(rèn)其為異常測量結(jié)果：——測量結(jié)果超出校正模型覆蓋的黑心病和水心病范圍；——儀器或化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件出現(xiàn)預(yù)警情況下的測量結(jié)果。8.3異常測量結(jié)果的處理出現(xiàn)異常測量結(jié)果的樣品，進(jìn)行樣品復(fù)測（包括樣品黑心病和水心病標(biāo)準(zhǔn)理化分析方法測定、光譜測量、校正模型預(yù)測分析）或用新樣品進(jìn)行替換，并匯總統(tǒng)計(jì)。5T/GDNBXXXX—2025（規(guī)范性）校正模型校正評價(jià)指標(biāo)檢測模型的決定系數(shù)、均方根誤差見表A.1。表A.1校正模型校正評價(jià)指標(biāo)6T/GDNBXXXX—2025參考文獻(xiàn)[1]GB/T1.1標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則[2]SaiXu,JinchangRen*,HuazhongLu**,etal.Nondestructivedetectionandgradingoffleshtranslucencyinpineappleswithvisibleandnear-infraredspectroscopy[J]