基本信息
- 项目名称：
- 近红外光谱技术快速检测玉米新陈度
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 玉米产量占整个粮食生产总量的1/4，已经超过小麦，成为第二大粮食作物，它是粮食作物中用途最广，可开发产品最多，用量最大的工业原料。但玉米耐储性差，在运输和储藏过程中很容易发生陈化、劣变，造成其加工和使用品质降低，并且现在陈化玉米的检测技术存在预处理繁琐、检测工作量大、耗时长、污染环境等缺点，
- 详细介绍：
- 收集了我国国家粮食储备库中137种不同储藏年限的玉米做为实验原料，在系统分析其品质指标（水分含量、粗蛋白含量、脂肪酸值等）的基础上，研究了玉米在储藏过程中的品质变化规律，结合不同新陈度玉米的近红外光谱特征曲线变化特点，探讨不同新陈度玉米品质指标与近红外光谱特征之间的内在关系，在此基础上，建立了利用近红外光谱技术检测玉米新陈度指标的近红外模型。该技术具有快速、无损、高效等优点，同时可以实现玉米新陈度的在线检测
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 用传统化学方法对137种不同年份的玉米样品新陈度指标-水分含量、蛋白质含量、脂肪酸值进行测定，与玉米样品整粒的近红外光谱特征曲线对比，建立玉米新陈度指标的近红外模型。通过校正集玉米样品和验证集玉米样品对近红外模型进行验证，确定该模型的准确性。该项目可以对玉米新陈度进行无损、快速测定，广泛应用到玉米收购、海关验收、对外贸易、线上检测、玉米储藏等方面。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：本项目首次把近红外光谱技术应用于检测玉米新陈度方面，建立玉米新陈度指标的近红外分析建模，通过验证可知该近红外模型检测效果好，可以运用到实际生产中。 项目先进性：分析速度快、检测效率高、分析成本低、操作方便、不破坏样品、无污染。本方法国际首创，本项目的出现标志着我国在玉米新陈度检测方面迈上了一个新台阶，达到世界先进水平。 独特之处：从源头为我国玉米的粮食安全上把关。
应用价值和现实意义
- 实际应用价值：该技术可以应用到玉米收购、储藏、海关验收、贸易、线上检测等方面，该技术检测成本低，又是一种傻瓜式技术，可以推广到稻谷、小麦、大豆等农作物的新陈度检测上。 现实意义：本项目是基于近红外光谱技术实现玉米新陈度的快速检测，具有无损、高效等优点，还能实现玉米新陈度的在线监测，为我国粮食安全把关。本项目填补了我国快速、无损检测玉米新陈度的空白，使我国玉米新陈度检测向世界先进水平迈进。
学术论文摘要
- 玉米是我国主要的粮食作物，产量占整个粮食生产总量的1/4，已经超过小麦，成为第二大粮食作物，但由于玉米耐储性差，收获后在运输、储藏过程中很容易发生陈化、劣变，造成其加工和使用品质降低，对玉米新陈度检测尤其是快速检测是目前国际上亟待解决的问题。 针对上述问题，本项目收集了我国国家粮食储备库中137种不同储藏年限的玉米做为实验原料，在系统分析其品质指标（水分含量、粗蛋白含量、脂肪酸值等）的基础上，研究了玉米在储藏过程中的品质变化规律，结合不同新陈度玉米的近红外光谱特征曲线变化特点，探讨不同新陈度玉米品质指标与近红外光谱特征之间的内在关系，在此基础上，建立了利用近红外光谱技术检测玉米新陈度指标的近红外模型。该技术具有快速、无损、高效等优点，同时可以实现玉米新陈度的在线检测。该技术在我国玉米收购、运输、储藏、贸易中具有广阔的应用前景。
获奖情况
- 发表两篇论文 近红外光谱技术在农产品上的应用 2011年 第四期 吉林农业 基于近红外光谱技术的面粉水分无损检测模型建立 2011年 27卷 第二期 现代食品科技
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 林秀玲, 钱世凯, 杨维旭. 现场收购冻玉米中各组分含量的近红外光谱(NIR)分析[J]. 粮食与饲料工业, 2004, (11): 43-45. [2] 白琪林, 陈绍江, 严衍禄, 等. 近红外漫反射光谱法测定青贮玉米品质性状的研究[J]. 中国农业科学, 2006, 39(7): 1346-1351. [3] Li W S, Shaw J T. Determining the fat acidity of rough rice by near-infrared reflectance spectroscopy. Cereal Chen, 1997, 74(5): 556-560. [4] Wu J G, Shi C H. Prediction of grain weight, brown rice weight and anylose content in single rice grains using near-infrared reflectance spectroscopy[J]. Field Crops Research, 2004, 87(1): 13-21. [5] QIN G Zhao-shen, J I Baoping, SHI Bo-lin, et al. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2008, 28(6): 1273.
同类课题研究水平概述
- 近红外光谱技术作为近几年发展最快的检测技术之一，在石油及石油化工、农业、食品、烟草、生命科学、医学临床、制药、纺织、造纸、化妆品、精细化工、有机化工、遥感、地理地质、航空、质量监督、环境保护等方面得到广泛的应用。其中在农业方面对大豆、小麦、稻谷等农产品的研究已经很多了，像李光耀和李岚在1985年将该仪器应用到小麦中的水分、蛋白质含量的测定，李大群，王文真等用近红外分析仪测定了大豆和小麦中蛋白质含量。但是目前国内以及国际上还没有应用近红外光谱分析技术来系统研究玉米新陈度的,传统玉米新陈度的检测使用物理和化学方法检测，具有检测速度慢、检验成本高、破坏样品、污染环境等缺点，或者通过有经验的师傅判断，这种方法主观性太强、不适合广泛推广。该作品提供的玉米新陈度检测方法可操作性强、理论依据充分，填补了我国玉米新陈度快速、无损检测的空白，使我国玉米新陈度的检测达到世界领先水平。
