荞麦芦丁和蛋白质的近红外光谱分析

论文摘要

荞麦为蓼科荞麦属的双子叶植物,是开发保健、医疗食品的重要粮食作物之一。以近红外光谱分析技术检测荞麦各营养成分的含量,可实现快速、准确、无损、环保的荞麦品质检测。本论文以100个甜荞样品和80个苦荞样品为材料,在对荞麦籽粒的芦丁含量、蛋白质含量、总淀粉含量以及直链淀粉和支链淀粉含量化学检测分析的基础上,以德国Bruker公司的MPA近红外扫描仪进行荞麦粉的光谱扫描,最后建立荞麦芦丁和蛋白质的近红外光谱校正模型,并对其进行改善,确定最佳建模参数。主要研究结果如下:（1）参试甜荞样品的芦丁含量为0.180%～0.688%,平均为0.396%±0.108%;苦荞芦丁含量变幅为0.590%～1.840%,平均为1.250%±0.220%。甜荞蛋白质含量变幅为9.103%～4.220%,平均为5.911%±0.876%;苦荞蛋白质含量为6.190%～10.870%,平均为8.114%±1.074%。苦荞芦丁、蛋白质含量的各项指标均高于甜荞。（2）通过对荞麦芦丁和蛋白质近红外校正模型的建立,确定了各个模型的参数。甜荞芦丁近红外校正模型的最佳条件为:谱范围为7501.9～6098 cm-1,5453.8～4597.6 cm-1,运用消除常量偏移量的光谱预处理方法,主成分数确定为12,R2值达到87.31%,交叉检验标准差为0.0355,预测标准差达到0.046。苦荞芦丁近红外校正模型的最佳条件为:光谱范围为7501.9～6098 cm-1、5453.8～4597.6 cm-1,运用多元散射校正的光谱预处理方法,主成分数确定为7,R2值达到91.57%,交叉检验标准差为0.0571,预测标准差达到0.161。荞麦混合样品芦丁近红外校正模型的最佳条件为:光谱范围为9013.9～7498 cm-1,5453.8～4597.6 cm-1,运用一阶导数+MSC的光谱预处理方法,主成分数确定为8,R2值达到92.79%,交叉检验标准差为0.093,预测标准差达到0.046。甜荞蛋白质近红外校正模型的最佳条件为:光谱范围为9000～4000 cm-1,运用多元散射校正的光谱预处理方法,主成分数确定为11,R2值达到99.41%,交叉检验标准差为0.067,预测标准差达到0.212。苦荞蛋白质近红外校正模型的最佳条件为:光谱范围为9000～4000 cm-1,以一阶导数+矢量归一化方法的光谱预处理方法,主成分数确定为10,R2值达到97.59%,交叉检验标准差为0.163,预测标准差达到0.090。荞麦混合样品蛋白质近红外校正模型的最佳条件为:光谱范围为9000～4000 cm-1,运用一阶导数+矢量归一化的光谱预处理方法,主成分数分别确定为8,R2值达到98.88%,交叉检验标准差为0.154,预测标准差达到0.145。建立的荞麦芦丁和蛋白质近红外校正模型是可行的,所建模型都具有优异的预测分析效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 荞麦芦丁及蛋白质的品质检测现状
• 1.2.1 荞麦黄酮及其检测现状
• 1.2.2 荞麦蛋白质及其检测现状
• 1.3 近红外光谱分析技术
• 1.3.1 近红外光谱分析技术研究应用现状
• 1.3.2 近红外光谱分析方法
• 1.4 近红外光谱分析的主要参数
• 1.4.1 校正模型相关参数
• 1.4.2 校正模型的检验指标
• 1.5 本论文的研究方法及技术路线
• 1.5.1 研究方法
• 1.5.2 技术路线
• 1.5.3 近红外建模方法
• 第二章 荞麦籽粒品质分析
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 试验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 荞麦芦丁含量
• 2.3.2 荞麦蛋白质含量
• 2.3.3 荞麦总淀粉含量
• 2.3.4 荞麦直链淀粉和支链淀粉含量
• 2.4 小结
• 第三章 荞麦芦丁的近红外光谱定量分析模型研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 甜荞芦丁NIRS 校正模型的建立
• 3.3.2 苦荞芦丁NIRS 校正模型的建立
• 3.3.3 荞麦混合样品芦丁NIRS 校正模型的建立
• 3.4 小结
• 第四章 荞麦蛋白质的近红外光谱定量分析模型研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验仪器
• 4.2.3 试验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 甜荞蛋白质NIRS 校正模型的建立
• 4.3.2 苦荞蛋白质NIRS 校正模型的建立
• 4.3.3 荞麦蛋白质NIRS 校正模型的建立
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 附录1：有机物官能团在近红外光谱中的分布
• 附录2：近红外区在光谱中的位置
• 缩略词
• 致谢
• 作者简介