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高光譜成像儀在寧夏枸杞產地溯源鑒別中的應用

更新時間:2025-02-27      點擊次數:752
寧夏枸杞是茄科枸杞屬的多年生灌木,營養豐富且具有藥用價值。但品質優良的寧夏枸杞產量有限,導致一部分不良商販濫用其他產區的枸杞冒充寧夏優質枸杞以假亂真,嚴重擾亂寧夏枸杞交易市場。近紅外光譜是一種點測量技術,在某些情況下由于樣品的異質結構,獲得的光譜信息可能不足或不能代表整個樣品。高光譜成像技術將光譜和成像技術相融合,同時獲取光譜和空間信息的特殊優勢備受食品行業研究人員的青睞。

我們采用400~1 000 nm波段范圍內的高光譜成像系統結合化學計量學方法對不同產地枸杞進行檢測鑒別。應用多種特征波長選擇方法選取特征波長建立判別模型并對比結果,為消除干擾信號和光散射的影響還采用了多種光譜預處理方法,旨在提供一種能夠快速、無損鑒別枸杞產地的檢測方法。

 

圖3顯示了從校準高光譜圖像中提取的5 種不同產地枸杞樣品的光譜曲線以及平均光譜曲線。5 種不同產地枸杞樣品之間的光譜曲線表現出相似的輪廓,主要源于枸杞內部組織共性,而反射率的強度差異主要受到其內部化學成分含量影響。

 

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對原始全光譜應用不同的預處理方法,并采用原始和預處理全光譜建立PLS-DA枸杞產地判別模型。為了確定最佳的預處理方法,本研究基于5 個產地的枸杞數據建立模型,結果如表1所示。

 

確定變量選擇方法對于構建高質量判別模型至關重要。枸杞產地溯源的進一步分類將使用基于選擇的特征波長進行PLS-DA建模。

 

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基于不同特征波長選擇方法選取的特征波長構建多元化枸杞產地溯源PLS-DA判別模型,結果如表3所示。

 


圖6給出了該簡化模型預測集的混淆矩陣、靈敏度和特異性以及Kappa系數計算結果。

綜合分析表明,高光譜成像技術(400~1 000 nm)結合化學計量學方法可以作為一種快速、無損的檢測方法鑒別寧夏枸杞的真偽性。

 

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  • 以象科技由西安光機所光學博士團隊,行業資深專家,光譜軟件算法團隊,光學應用博士等相關人員共同發起成立的科技型公司,目前投產市場可見光、近紅外、短波中紅外高光譜相機,實現國產化,突破進口技術壁壘,打破進口短波紅外高光譜相機的技術限制。

    以象科技是一家集研發、生產、銷售于一體的科技型公司。目前經營產品有激光共聚焦,激光散斑血流成像儀,光譜儀,高光譜相機等光學產品。研發中心設立于西安,銷售網絡、完善售后服務機構設立覆蓋全國。

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