应用高光谱成像技术对梅河大米产地确证的研究

论文摘要

梅河大米作为国内知名大米“地理标志产品”中的一员,多年来持续为全国各地百姓输送着优质大米。然而,一些不法分子,将劣质或非标注产地来源大米混入梅河大米中,以次充好获取了高额的不法利益,并对梅河大米产品的口碑及声誉造成了极其不好的影响,同时也暴露出了国内大米行业缺少相关产地确证方面的研究的问题。现阶段对于大米产地确证方面的研究,国内多数采用传统理化指标检测方法,虽然具有可行性,但是存在破坏性强,实验周期长等缺陷。国外在相关研究中有针对性的引入了“快速无损检测”的概念,使用新一代的高光谱成像技术,并使得该技术在食品产地确证及食品检测方面大放异彩。所以本文针对高光谱成像技术的快速无损检测等优点,结合梅河大米样品食味品质指标及其生长环境因素,进行稳定可靠的梅河大米产地确证因子挖掘及产地确证方面的研究。为了克服其他实验中大米样品来自采购市售大米,来源不稳定这一因素,进一步确认梅河大米样品与其周边生长环境因素之间的相关性,最大限度精确表征分析梅河大米空间地域特征,本文采用空间网格布点法收集300个梅河大米样品与其对应根系土壤样品及环境因素信息。并对样品食味品质指标与土壤、环境信息进行方差分析与相关性分析。结果表明,大米食味品质指标中的蛋白质、直链淀粉、棕榈酸、油酸、亚油酸、脂肪酸总量在湾龙镇、海龙镇、黑山头镇、山城镇、吉乐乡这五个主产区之间存在极显著差异性,该六项食味品质指标与环境因素中的经度、降水量、土壤中的pH值、有机质含量存在显著相关性,且六项食味品质指标在梅河大米及其他近似地域所收集到的大米样品相比较存在明显的产地特征,可以与高光谱成像技术相结合,作为筛选梅河大米稳定表达产地特性的产地确证因子的重要参考指标。后将梅河大米样品进行高光谱成像检测,并进行感兴趣区域选择、光谱噪声消除、光谱数据优化处理、降维等步骤后,系统剩余14个波长代替繁复冗杂的全波段光谱信息,但以上波长中还可能反映了除了食味品质指标之外的其他指标信息,所以结合食味品质指标进行进一步筛选。最终得到梅河大米的高光谱九个特征波长TB1TB9（455 nm、515 nm、583 nm、615 nm、621 nm、776 nm、874nm、923 nm、942 nm）并与上述六个食味品质指标呈现显著相关性。为了验证是否具有产地确证的能力,利用高光谱九个特征波长对梅河大米与柳河县大米进行SPSS判别分析,训练集整体正确率为95%,交叉验证正确率为93%。验证集整体正确率为94%,交叉验证正确率为91%。SIMCA偏最小二乘法建立的模型可以将梅河大米样品与柳河县大米样品进行区分。说明梅河大米高光谱九个特征波长可作为其产地确证指标。本实验为梅河大米产地确证信息库提供了空间数据与特征波段数据,也为梅河大米产地确证体系的建立提供了数据基础与良好的铺垫作用。未来如建立了该地区相应的大米确证体系,一定程度上会为种植者带来效益上的优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
•   1.1 选题依据
•   1.2 地理标志性产品
•   1.3 梅河大米市场现状
•   1.4 大米产地确证意义与重要性
•   1.5 食品产地确证技术及应用
•   1.6 高光谱成像技术
•   1.7 食品产地确证化学计量法
•   1.8 本论文的创新性
• 2 材料与方法
•   2.1 研究内容及技术路线
•   2.2 仪器与设备
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 样品采集方法及区域概况
•     2.3.2 样品前处理
•     2.3.3 样品蛋白质含量检测
•     2.3.4 土壤pH值检测
•     2.3.5 土壤有机质含量检测
•     2.3.6 高光谱数据采集
•     2.3.7 高光谱感兴趣区域选择
•     2.3.8 脂肪酸数据检测
•     2.3.9 直链淀粉检测
•     2.3.10 样本数据来源、处理及分析方法
• 3 结果与分析
•   3.1 梅河大米食味品质指标空间表征
•   3.2 高光谱数据获取及分析
• 4 梅河大米高光谱特征波段产地确证验证
•   4.1 柳河县种植区域介绍
•   4.2 柳河县大米样品实验流程
• 5 讨论
•   5.1 基于高光谱成像技术的梅河大米产地确证指标筛选
•   5.2 展望
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨郡洲

导师: 王朝辉

关键词: 梅河大米,产地确证,高光谱成像技术,食味品质指标,相关性分析

来源: 吉林农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,轻工业手工业

单位: 吉林农业大学

分类号: TS210.7;O433.4

DOI: 10.27163/d.cnki.gjlnu.2019.000692

总页数: 44

文件大小: 1725K

下载量: 31