[发明专利]一种快速鉴别霉变烟草最优势霉菌种类的方法

说明书

本发明公开了一种快速鉴别霉变烟草最优势霉菌种类的方法，将霉变烟叶样本稀释液用快速霉菌酵母测试片压片、培养，运用近红外光谱法对快速霉菌酵母测试片上的菌落及其特征代谢产物进行表征以获得若干个光谱数据，利用离散小波变换算法对光谱数据进行预处理，得到若干个小波系数重构光谱数据，然后，利用随机森林算法从小波系数重构光谱数据中识别不同种类最优势霉菌的特征信息，从而建立最优势菌种识别模型，通过最优势菌种鉴别模型鉴别霉变烟草的最优势霉菌种类。该方法具有前处理步骤简单，对操作人员要求低，实用性较高，检测速度快，预测准确率高的优点。

技术领域

本发明涉及霉变烟草霉菌种类鉴定技术领域，尤其涉及一种基于快速霉菌酵母测试片和NIR技术快速鉴别霉变烟草最优势霉菌种类的方法。

背景技术

霉菌属于真菌类微生物，在自然界中的分布十分广泛。烟草作为一种农产品，即使是经过高温烘烤，依然会有霉菌孢子残留在叶片上。在运输和储存过程中，如果遇到适合霉菌生长的温湿度环境，烟草则很容易出现霉变。而霉变会使烟叶结构被破坏，香气消失，刺激性增大，并产生苦涩、霉臭味，严重影响烟叶质量。

以往对烟叶霉变的质量控制手段通常为霉菌计数，然而霉菌的种类有很多，并不是所有种类的霉菌都具有较大的危害，因此单纯的霉菌计数并不能对烟草的食品安全性做出客观全面的评估。烟草上常见霉菌分为多个属种，如黄曲霉、烟曲霉、黑曲霉和桔青霉等，不同的属种发展成最优势菌群后其危害性有所差异。

现有的最优势霉菌种类鉴别方法有形态学法、代谢产物检测法、免疫测定法和rDNA-ITS序列分析法。以上方法都有各自的优点，但也各有不同的缺陷。其中，形态学法存在检测周期比较长的问题，一般需要7～10天，而且，灵敏度受到杂菌干扰。代谢产物检测法、免疫测定法和rDNA-ITS序列分析法则都需要复杂的前处理步骤，对实验人员、试剂、设备和环境的要求也相对较高，且分别存在提取和净化效果不理想、特异性抗体制备难度大、测序结果比对工作量大等问题。

光谱技术是近年来发展迅速的分析技术之一，其中傅里叶变换红外光谱(Fouriertransform infrared spectroscopy，FTIR)、拉曼光谱(Raman spectra，RS)和傅里叶变换近红外光谱(Fourier transform near infrared spectroscopy，FT-NIR)技术在微生物研究领域取得了一些成果，在食品、制药等很多行业中有一定的应用。

现有基于光谱技术的霉菌研究有两类，一类仍停留在利用近红外技术预判霉变程度，并没有深入到菌种鉴别的层面，另一类是采集单一种类的干菌粉或孢子悬浮液光谱图，利用PCA、LDA或PLS-DA等方法建立分类模型，该类方法仅能扫描纯种菌种进行鉴别，检测时仍需要进行漫长的菌种分离、冻干菌粉制备等前处理步骤，操作过程繁琐，应用场景狭窄，实用性较低。

因此，目前亟需研究出具有处理步骤简单，实用性较高，检测速度快，预测准确率高的优点的快速鉴别霉变烟草最优势霉菌种类的方法。

发明内容

本发明提供了一种快速鉴别霉变烟草最优势霉菌种类的方法，用于解决现有快速鉴别霉变烟草最优势霉菌种类的方法处理步骤复杂、实用性较低、检测速度慢且预测准确率低的技术问题。

有鉴于此，本发明提供了一种快速鉴别霉变烟草最优势霉菌种类的方法，包括以下步骤：

将预先采集的已知最优势霉菌种类的霉变烟叶样品制备成若干个不同浓度的霉菌样品稀释液；

通过快速霉菌酵母测试片对若干个所述霉菌样品稀释液进行压片、培养，从而获得若干个具有不同组成信息的含菌测试片，所述组成信息包括最优势霉菌种类、烟叶成分基底和稀释液浓度；

通过近红外光谱仪对若干个所述含菌测试片进行光谱采集，从而获得若干个光谱数据；

基于离散小波变换算法对若干个所述光谱数据进行预处理，从而得到若干个小波系数重构光谱数据；