基本信息
- 项目名称：
- 近红外光谱技术在黑芝麻糊品牌鉴别中的应用研究
- 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：
- 本文探索了使用近红外光谱分析技术鉴别黑芝麻糊品牌的可行性。实验采集了共48个不同品牌黑芝麻糊样品的近红外漫反射光谱，波长范围为800-2500 nm。研究结果表明，近红外光谱分析技术可用于黑芝麻糊品牌的鉴别分析，分析过程具有快速、准确等多方面的优点。
- 详细介绍：
- 本文探索了使用近红外光谱分析技术鉴别黑芝麻糊品牌的可行性。实验采集了共48个不同品牌黑芝麻糊样品的近红外漫反射光谱，波长范围为800-2500 nm。研究结果表明，近红外光谱分析技术可用于黑芝麻糊品牌的鉴别分析，分析过程具有快速、准确等多方面的优点。 本实验主要研究结果和结论如下： （1）对黑芝麻糊样品的近红外漫反射原始光谱进行了分析，样品光谱在特定波长附近有较为明显的吸收峰，各特征峰与黑芝麻糊所含成分的主要基团O-H、C-H等的吸收直接相关； （2）对剔除光谱异常样品的不同品牌黑芝麻糊样品进行了定性分析，使用主成分分析PCA方法提取了全波段样品光谱的主成分，发现不同品牌黑芝麻糊样品在第1、2主成分得分图中有明显的聚类趋势；使用Hierarchical聚类法对样品进行聚类分析，发现不同品牌的黑芝麻糊样品聚类准确；使用DPLS和DA的方法建立了不同品牌黑芝麻糊样品的鉴别模型，校正集和预测集均得到100%的判别正确率。 综合以上分析可知，本实验所建立的鉴别模型获得了理想的鉴别结果，但由于时间和成本所限，本实验仅选取了两种品牌的黑芝麻糊样品，为扩展黑芝麻糊品牌近红外定性模型，还需要扩大取样范围、取样品牌、厂家等，使所建立的模型具有较强的扩展性，满足下一步实际应用和仪器开发等方面的需求。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 近红外光谱分析技术作为快速、无损、无公害的多组分同时分析的现代技术，成为农产品和食品成分分析方面的一种首选技术，本作品采用近红外光谱分析技术对不同品牌的黑芝麻糊进行了探索性的鉴别研究。
科学性、先进性及独特之处
- 分析了黑芝麻糊样品的光谱特征波长，比较分析了Hierarchical聚类法、主成分分析、判别分析及判别偏最小二乘多种聚类和分类算法对于黑芝麻糊品牌的分类鉴别结果。
应用价值和现实意义
- 利用近红外光谱分析技术和化学计量学分类方法，对不同的市售黑芝麻糊品牌建立了近红外光谱鉴别模型，结果表明，近红外光谱分析技术可用于黑芝麻糊品牌的鉴别分析，分析过程具有快速、准确等多方面的优点。
学术论文摘要
- 摘要：本文探索了使用近红外光谱分析技术鉴别黑芝麻糊品牌的可行性。实验采集了共48个不同品牌黑芝麻糊样品的近红外漫反射光谱，波长范围为800-2500 nm。使用Hierarchical聚类法、主成分分析、判别分析及判别偏最小二乘的方法分析了黑芝麻糊品牌的分类鉴别结果，各种方法的校正集和预测集均得到了100%的判别正确率。研究结果表明，近红外光谱分析技术可用于黑芝麻糊品牌的鉴别分析，分析过程具有快速、准确等多方面的优点。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 对黑芝麻糊样品的近红外漫反射原始光谱进行了分析，各特征峰与黑芝麻糊所含成分的主要基团O-H、C-H等的吸收直接相关，发现不同品牌黑芝麻糊样品在主成分图中有明显的聚类趋势。
参考文献
- 1.周翠英. 黑芝麻糊的加工技术及质量控制. 西部粮油科技. 2003, (4): 34-36. 2.冯舒. 一股浓香, 一缕温情——《黑芝麻糊》标准出台. 大众标准化. 2010, (3): 25-27. 3.严衍禄. 近红外光谱分析基础与应用. 北京: 中国轻工业出版社. 2005, 1. 4.王艳艳, 何勇, 邵咏妮, 张志飞. 基于可见-近红外光谱的咖啡品牌鉴别研究. 光谱学与光谱分析. 2007, 27(4): 702-706. 5.黄敏, 何勇, 岑海燕, 胡兴越. 应用可见-近红外光谱技术快速无损鉴别婴幼儿奶粉品种. 光谱学与光谱分析. 2007, 27(5): 916-919. 6.宋尚新, 梁灵. 近红外光谱技术鉴别方便面品牌的研究. 现代食品科技. 2010, 26(10): 1153-1156. 7.陆婉珍. 现代近红外光谱分析技术（第二版）. 北京：中国石化出版社. 2007, 1. 8.牛晓颖. 基于傅立叶变换近红外的绍兴黄酒风味成分定量分析及其酒龄鉴别研究. 浙江大学博士学位论文. 2009.
同类课题研究水平概述
- 近年来迅速发展的近红外光谱分析技术作为一种快速、无损、无公害的多组分同时分析的现代技术，成为农产品和食品成分分析方面的一种首选技术[3]，并已广泛应用到食品的品牌鉴别和品质检测中。如王艳艳等[4]（2007）使用可见-近红外光谱技术对市场上的三种不同品牌咖啡进行了鉴别，鉴别正确率100%。黄敏等[5]（2007）采用近红外漫反射光谱结合偏最小二乘和人工神经网络对9个奶粉品牌的婴幼儿奶粉进行了鉴别，取得了理想的鉴别结果。宋尚新等[6]（2010）使用近红外分析技术对不同品牌的方便面进行了鉴别，得到100%的鉴别正确率。但使用近红外光谱分析技术鉴别芝麻糊品牌的研究目前未见文献报道。 本作品采用近红外光谱分析技术对不同品牌的黑芝麻糊进行了探索性的鉴别研究。实验采集了共48个不同品牌黑芝麻糊样品（广西容县南方食品股份有限公司生产的“南方”牌黑芝麻糊样品30个，非“南方”牌黑芝麻糊样品18个）的近红外漫反射光谱，波长范围为800-2500 nm。使用Hierarchical聚类法、主成分分析、判别分析及判别偏最小二乘的方法分析了黑芝麻糊品牌的分类鉴别结果，各种方法的校正集和预测集均得到了100%的判别正确率。研究结果表明，近红外光谱分析技术可用于黑芝麻糊品牌的鉴别分析，分析过程具有快速、准确等多方面的优点。 但由于时间和成本所限，本研究仅选取了两种品牌的黑芝麻糊样品，为扩展黑芝麻糊品牌近红外定性模型，还需要扩大取样范围、取样品牌、厂家等，使所建立的模型具有较强的扩展性，满足下一步实际应用和仪器开发等方面的需求。
