[发明专利]利用NIR对郫县豆瓣甜瓣子发酵成熟度的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于食品检测领域，具体涉及采用NIR(近红外光谱仪)对郫县豆瓣甜瓣子发酵成熟度的检测方法。

背景技术

郫县豆瓣，因其独特的风味而被誉为“川菜之魂”。郫县豆瓣因它的产地而命名，产自郫都区(原名郫县)，由于郫都区特殊的地理位置和天气情况，只有在郫都区里生产和发酵的豆瓣才能叫做郫县豆瓣。然而，在郫县豆瓣的生产过程中，众多指标都是由经验师傅凭看、闻、尝决定，导致产品质量不稳定。其中甜瓣子的发酵过程是影响整个郫县豆瓣风味的最关键的时期，在整个过程中，甜瓣子在酶促反应过程中不断的酶解、呈味、生香、提色，然而目前判断甜瓣子发酵成熟的依据往往是经验师傅的判断，缺乏客观依据。

NIR(近红外光谱仪)是一种高效快速的现代分析技术，它综合运用了计算机技术、光谱技术和化学计量学等多个学科的最新研究成果，以其独特的优势在多个领域得到了日益广泛的应用。近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团C－H、O－H、N－H、S－H、P－H等振动的倍频和合频吸收。不同基团或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别。

发明内容

本发明的目的是克服目前判断甜瓣子发酵成熟的依据往往是经验师傅的判断的缺点，提供一种利用NIR对郫县豆瓣甜瓣子发酵成熟度的检测方法。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，利用NIR对郫县豆瓣甜瓣子发酵成熟度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用NIR对不同发酵时期郫县豆瓣的正样品进行扫描，得到不同发酵时期郫县豆瓣的光谱数据，并记录；

步骤2、对记录的各光谱数据进行整理后，进行平滑处理；

步骤3、对各平滑处理后的光谱数据使用偏最小二乘回归进行计算其判定该样品甜瓣子发酵成熟度的判定权重值，将各判定权重值由大至小进行排序，选择靠前的一定数量的判定权重值，从而在NIR中选择出与这些一定数量的判定权重值对应的光谱数据所对应的传感器，作为检测传感器，并对检测传感器采集的各光谱数据采用人工神经网络或支持向量机进行处理建模，得到检测模型；

步骤4、检测时，采用NIR对欲检测的郫县豆瓣的样品进行扫描，得到该郫县豆瓣的光谱数据；

步骤5、从该郫县豆瓣的光谱数据中选择出检测传感器采集的对应数据，作为待处理数据；

步骤6、对获取到的待处理数据进行平滑处理后代入检测模型中进行运算，得到该郫县豆瓣甜瓣子发酵成熟度。

具体的，步骤1及步骤4中，针对每一个郫县豆瓣的正样品及样品，对其进行如下处理：

用玻璃棒将取得的郫县豆瓣的正样品或样品搅拌均匀后，取一定量搅拌均匀的样品液体置于容器中，再将该容器置于室温下放置一定时间，然后将该容器中样本液体置于检测容器中，利用NIR对其进行扫描，得到该正样品或样品的光谱数据。

进一步的，所述一定量为100ml；所述一定时间为20分钟；所述容器为烧杯。

具体的，所述检测容器包括比色皿及不锈钢套，所述不锈钢套与比色皿形状相适应，不锈钢套一面开口，用于放置入比色皿，令比色皿置于不锈钢套内部，不锈钢套的其中一面上开有一个透光孔，用于NIR进行扫描。

再进一步的，步骤2及步骤6中，所述平滑处理是指：对各光谱数据分别进行求导。

具体的，步骤3中，所述对各平滑处理后的光谱数据使用偏最小二乘回归进行计算其判定该样品甜瓣子发酵成熟度的判定权重值的计算方法为：根据PLS法计算得到的变量投影重要性指标VIP_j(Variable Importance for Projection,其中j表示第j个光谱数据)值，作为判定权重值，其计算公式为：

其中，VIP_j用于表示在解释因变量y时其作用的重要性，y指代甜瓣子发酵成熟度，k为光谱数据数，C_h为相关光谱数据中提取的主成分，m为各光谱数据分析得到的主成分数量，h为表示取得第h个主成分，r(y,C_h)为y与C_h的相关系数，表示C_h对y的解释能力，W_hj为该光谱数据在主成分上的权重。

再进一步的，步骤3中，所述一定数量为20个。

具体的，步骤3中，所述人工神经网络为BP神经网络。