[发明专利]一种基于近红外作物单籽粒成分无损检测筛选方法

说明书

技术领域

本发明涉及农作物无损检测技术领域，具体涉及一种基于近红外作物单籽粒成分无损检测筛选方法。

技术背景

无损检测技术(Nondestructive Determination Techonologies，简称NDT)是一门新兴的综合性应用学科，在不破坏或损坏被检测对象的前提下，利用样品内部结构异常或缺陷存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化，来探测其内部和表面缺陷，并对缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化做出判断和评价。根据无损检测原理的不同，检测方法大致可分为光学特性分析法、声学特性分析法、机器视觉技术检测方法、电学特性分析法、核磁共振检测技术与X射线检测技术等。

光学特性分析法中的红外光谱和拉曼光谱技术能对样品进行无损分析，具有测试样品非接触性、非破坏性、检测灵敏度高、时间短、样品所需量小及样品无需制备等特点，在分析过程中不会对样品造成化学的、机械的、光化学和热的分解，是分析科学领域的研究热点之一。

近年来，近红外光谱技术在农产品无损检测尤其是农作物的品质分析和农药残留等方面的应用十分广泛。

国外，早在60年代初，美国农业部仪器研究室Norris等首先利用近红外光谱技术测定谷物中的水分、蛋白质、脂肪等含量，并致力于近红外光谱技术在农牧产品品质分析中应用的研究。迄今为止，许多近红外光谱分析的实验方案和计算方法已成为AOCA(Association of Official Analytical Chemists)的标准方法。美国谷物化学协会于1982年10月批准了近红外方法用于小麦蛋白质的测定，国际谷物科学技术协会规定了近红外测定小麦及面粉蛋白质和水分含量的详细程序。以化学计量学为基础的定性与定量分析标准实用细则已陆续由美国ASTM(American Society for Testing and Materials)于1995、1996年公布。农药残留方面，Saranwong等(2005，2007)运用样品干提取(DESIR)样品前处理技术，对抑菌灵杀菌剂进行了近红外光谱检测研究。农药样品的浓度范围从2～90μg*mL-1(ppm)，浓度间隔为2μg*mL^-1。当将2mL的样品溶液加入到聚苯乙烯培养皿中的滤纸上，再将培养皿内溶液烘干后直接测量滤纸的漫反射光谱时，建立的近红外光谱分析模型的效果最佳，校正模型的SEP为6158μg*mL^-1。

在国内，近红外光谱技术在作物品质分析上的应用研究也十分活跃。严衍禄等(1990)应用傅立叶变换近红外漫反射光谱分析方法测定了谷子、玉米、小麦等作物的蛋白质、氨基酸、脂肪等17种成分，取得了很好的效果。李大群等(1990)利用近红外漫反射光谱分析技术测定大豆和小麦的蛋白质含量，分别使用了35个大豆品种和77个小麦品种作为定标样品建立预测模型，近红外测定值与实际值的相关系数分别达0.967和0.984，标准偏差分别为0.826和0.348。彭玉魁等(1997)用近红外方法对124个小麦品种籽粒品质成分进行了比较测定，表明用近红外光谱分析技术测得小麦样品的水分、粗蛋白、粗纤维、赖氨酸含量与常规方法测定结果之间有较高的相关程度。王成(2000)利用傅立叶变换近红外漫反射光谱测定大麦籽粒粗蛋白含量，以40个大麦样品建立预测数学模型，预测值和实测值的相关系数为0.989，对40个独立样品进行预测，预测值和测定值的相关系数为0.969，证实所建立的模型有较好的预测准确度。水稻种子的直链淀粉和支链淀粉含量的测定，大豆、油菜脂肪成分的测定，以及水果蔬菜中维生素、糖类的测定都成功地应用了近红外光谱分析技术。农药残留方面，Xuemei等(2007)也利用硅胶富集提纯的样品预处理方法，将低浓度的待测物氨基甲酸乙酯吸附到硅胶中，并测量其近红外漫反射光谱，在1920～1970nm波段建立的PLS模型，浓度0100～1100mg*L^-1内的20个样品的交互验证误差为011152mg*L^-1。沈飞等(2009)采用近红外光谱分析法直接用于痕量农药辛硫磷的定量检测。