由于其季節(jié)性生產(chǎn)，為延長貨架期、提高附加值，以及解決滯銷所產(chǎn)生的資源浪費問題和脫水果蔬市場需求，大量胡蘿卜被制成脫水干制品。當前，我國胡蘿卜干燥方式以熱風干燥為主，其設(shè)備成本低、操作簡單，但易造成產(chǎn)品內(nèi)外部品質(zhì)參差不齊，影響經(jīng)濟效益。因此，需要開展對胡蘿卜片干燥效果的檢測。水分和類胡蘿卜素含量作為評判胡蘿卜干燥效果的重要指標，直接關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的營養(yǎng)特性和市場價值。本實驗以不同干燥時長的胡蘿卜片為研究對象，利用高光譜成像系統(tǒng)采集400-1000nm和1000-2200nm波段光譜信息，基于PLS和SVM算法建立水分和類胡蘿卜素含量的全波段和特征波長預(yù)測模型，并實現(xiàn)水分和類胡蘿卜素含量空間分布的可視化，為后續(xù)在線檢測奠定基礎(chǔ)。
儀器與設(shè)備
可見-近紅外高光譜成像系統(tǒng)、短波紅外高光譜成像系統(tǒng) 臺灣五鈴光學股份有限公司；UV1800 紫外可見分光光度計 日本島津；GZX-9070MBE電熱鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司；冷凍粉碎機 德國 IKA；振蕩培養(yǎng)箱 國華電器；3K15 冷凍離心機 德國 Sigma。高光譜成像系統(tǒng)：ImSpector V10E 成像光譜儀 芬蘭 Specim 公司；ICL-B1620 CCD 攝像機 美 國 Imperx 公司（可見-近紅外）；Raptor EM285CL 攝像機 英國 Raptor Photonics 公司（短波紅外）；IT 3900ER 150W 鹵素光源 美國 Illumination Technologies 公司；IRCP0076-ICOMB001 移動平臺 臺灣 Isuzu 公司；Spectra Image 取像軟件、HIS Analyzer 分析軟件 臺灣 Isuzu 公司。
本實驗以不同干燥時長的胡蘿卜片為研究對象，利用高光譜成像系統(tǒng)采集400-1000nm和1000-2200nm波段光譜信息，分別建立水分和類胡蘿卜素含量預(yù)測模型。對于水分含量預(yù)測模型的建立，MSC為最優(yōu)預(yù)處理方法。基于SPA算法可分別提取400-1000nm波段范圍內(nèi)的10個和1000-2200nm波段范圍內(nèi)的11個特征波長。對于類胡蘿卜素含量預(yù)測模型的建立，MSC-SVM為400-1000nm波段最優(yōu)預(yù)處理方法，而1st-PLS為1000-2200nm波段最優(yōu)預(yù)處理方法?；赟PA算法可分別提取400-1000nm波段范圍內(nèi)的12個和1000-2200nm波段范圍內(nèi)的11個特征波長。
通過比較不同波段范圍和不同建模方法，發(fā)現(xiàn)水分和類胡蘿卜素含量最優(yōu)預(yù)測模型均是400-1000nm波段MSC-SVM模型。基于全波段建立的預(yù)測模型 R2P分別為0.984和0.911，RMSEP分別為0.380g/g和34.836mg/100g；基于特征波長建立的預(yù)測模型R2P分別為0.962和0.898，RMSEP分別為0.612g/g和37.544mg/100g。預(yù)測精度略低于基于全波段建模，但是模型RPD均大于3，證明建模效果非常好。綜上所述，高光譜成像技術(shù)可以實現(xiàn)胡蘿卜片干燥過程水分和類胡蘿卜素含量的無損檢測，為后續(xù)在線檢測和胡蘿卜片的干燥加工提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
以上內(nèi)容僅供參考。
