近红外光谱技术（NIRS）在谷物检测分析中的应用

一、测试背景

谷物类是中国人的传统饮食，是人类生存不可缺少的重要食品。近年来，主要粮食作物及其农作物的品质问题备受关注，近红外光谱技术（ＮＩRＳ）不仅已经广泛应用于水稻、小麦、玉米等主要粮食作物品质的快速、准确、高通量的检测与分析，还应用于别的农作物（例如油菜、花生、大豆等）及其相关农副产品品质的检测与分析领域之中[1]，并取得了重要进展和一系列研究成果[2]。例如，在花生品质研究中，将近红外光谱检测技术和神经网络的识别方法相结合，针对不同含水率的花生样本进行了含水率的检测与分析，其最后的识别率均达到较高水平[3]．将 ＮＩＲＳ分析技术与主成分分析技术相结合，分析并评价了花生种质资源的氨基酸含量、脂肪酸含量、粗脂肪含量和蛋白质含量等多项花生的品质性状指标[4]。

如海光电为满足客户对谷物、土壤、矿石、遥感、海洋、内陆水质、林业与生态等的测量与研究，自主研发并生产了宽光谱OFS系列地物检测系统。光谱仪采用先进处理器，使用节电设计，并缩小了设备体积，客户不必送检操作，工作人员可以到工地等现场抽检，从而能够对现场样品进行便携测量。

二、测试样品及仪器设备

测试样品

大米粉、花生粉、糯米粉、绿豆粉、黄豆粉、红豆粉

图1 测试样品

仪器设备

图2 OFS地物光谱仪设备搭建及样品测试过程

测试结果

图3 谷物样品反射率图谱

表1 仪器稳定性、重复性分析

测试结果显示，如海OFS地物光谱仪采样稳定性小于0.15%，仪器采样重复性小于1.5%。

仪器推荐

OFS地物光谱仪

产品特点

对于用户而言，地物光谱仪提供的更高质量的数据，有助于准确评估低浓度和低反射率物质。可广泛应用于精准农业：植被情况、养分检测、长势研究、水分胁迫、病虫害；环境气象：藻类、冰雪覆盖率、大气光谱、光合作用、水土污染度、辐照度等。其优点包括：

• 性能优异，即具有优异的光路设计光谱检测模块，具有高分辨率、高灵敏度；

• 增强的光学配置可提供更准确的光谱结果，从而实现高光谱清晰度；

• 拥有高性能，确保提供蚀变矿物识别；

• 标准加固包钢光缆可确保稳定的光谱质量；

• 无需样品制备，意味着可以在野外快速进行扫描；

• 软件强大，可以进行数据采集、分析、比对等工作；

• 可适配光谱范围在350-2500 nm（其他波长范围可定制）；

• 配备45/0反射式探头；

• 具有高信噪比，动态范围大。

产品参数

五、参考文献

[1]  ILAME S A,SINGH S V.Application of membrane separation in fruit and vegetable juice processing:a review [J].Critical Reviews in

Food Science and Nutrition ,2015 .55(7) :964-987.

[2]  FAN S,GUO Z,ZHANG B.et al.Using vis/N1R diffuse transmittance spectroscopy and multivariate analysis to predicate soluble solids content of apple [J].Food Analytical Methods ,2016 ,9(5):1333-1343.

[3]  JIN H,MA Y,Ll L,et al.Rapid and nordestructive determination of oil content of peanut (Arachis hypogaea L) using hyperspectral imaging analysis [J].Food Analytical Methods,2016 , 9( 7):2060-2067.

[4]  RAMACHANDRAN S,SINGH S K,LARROCHE C,et al.Oil cakes and their biotechnological applications a review [J].Bioresource Technology,2007,98(10):2000-2009.