[发明专利]一种利用光谱法测定西瓜主要营养成分的方法

说明书

技术领域

本发明属于物质检测领域，特别是涉及利用光谱检测化学成分的方法，具体 是涉及一种利用光谱法测定西瓜主要营养成分的方法。

背景技术

随着西瓜品种和产量的不断增加，以及人们生活水平的不断提高，消费者在 选择西瓜时对其内部品质指标的要求也越来越高，如口感、糖度和其他营养成分。 西瓜作为水果市场上上最常见的水果，其营养成分品质的高低通常作为选择西瓜 的主要参考指标，而目前对西瓜营养成分的测定常以破坏性化学分析或者在实验 室使用昂贵的实验仪器分析为主，如水果糖度用蒽酮比色法或糖量计，酸度用电 位滴定法测定、维生素C含量用比色法或者高相色谱测定。这些方法都需要将 西瓜损坏，且均存在制样繁琐、分析时间长、检测成本高和检测精度低等问题

利用光谱技术分析成为农作物成分检测的发展方向，现代近红外光谱分析技 术分析速度快，是因为光谱测量速度很快，计算机计算结果速度也很快的原因。 近红外光谱分析技术是通过被分析物质中的含氢基团如OH、CH、NH、SH、 PH等在近红外区域内表现有特征吸收，利用计算机技术及现代数学，对扫描测 试样品的光学数据作一系列的分析处理，最后完成该样品有关成分的定量分析任 务。

201510037074.7公开了一种近红外光谱法测量西瓜中糖含量的方法，将西 瓜样本进行预处理，取所述西瓜样本的可食部分进行干燥后得到干粉样本，HPLC 分析所述干粉样本，近红外光谱分析所述干粉样本并采集光谱，此方法需要将西 瓜破损预处理。

目前的方法中，因为模型的建立按照图谱的模式进行的，或者是按照局部数 据进行的，或者是在化学计量的基础上进行匹配光谱数据，这些方法都存在建模 后调整难度大，基础数据不齐全，导致数据模型的校正和公式的更新和更换难度 大，如何建立光谱数据和西瓜化学成分数据模型成为该领域的研究重点和难点。

发明内容

为了克服上述测定方法所存在的各种缺陷，本发明提供了一种利用光谱法测 定西瓜主要营养成分的方法，该方法包括如下步骤：

A.确定光谱法测定西瓜主要营养成分数量为T，1≤T≤6，营养成分分别 为：葡萄糖、苹果酸、番茄素、维生素A、维生素C、蛋白质；

B.确定西瓜主要营养成分测量的光谱范围为：700-2500nm；

C.进行大于等于50个以上西瓜样品的光谱数据收集和化学检测数据收集；

D.利用光谱数据和化学检测数据建立数据模型，数据模型嵌入数据运算服 务器；

E.针对待检西瓜进行光谱数据收集，将光谱数据输入数据运算服务器，同 时选择需要检测的西瓜和营养成分，所述营养成分为步骤A中确定的营养成分 中的一种或多种；

F.运算服务器根据所需要检测的产品名称和营养成分匹配数据模型中的K 个公式，进行运算，获得所检测西瓜的所选定的营养成分含量，K≥T。

所述步骤D是利用光谱数据和化学检测数据建立数据模型，包括将物体的 光谱数据输入光谱数据库，将相同物体的化学检测数据的输入化学数据库，然后 将光谱数据库中的光谱数据和化学数据库中的化学检测数据进行映射，形成该物 体的映射数据库，包括如下步骤：

步骤I：用光源发射兼光谱收集的装置发射光斑照射待检测的西瓜样品A₁， 然后收集西瓜样品A₁反射回来的光谱，采用光谱分析设备确定所收集光谱的波 长及吸光度，形成西瓜样品A₁的光谱数据；

步骤II：对西瓜样品A₁进行化学分析，分析其T种成分及含量，形成西瓜 样品的化学检测数据；

步骤III：将西瓜A₁的光谱数据和化学检测数据录入同一数据库，形成数据 映射X1；

步骤IV：重复上述步骤I、步骤II和步骤III，对西瓜样品A₂至A_n+1进行n 次重复，形成n组光谱数据和对应的n组化学检测数据，将光谱数据和化学检测 数据录入同一数据库，形成n组数据映射的数据映射集合；

步骤V：将上述数据库中数据映射集合中的光谱数据选取2-100个波长的吸 光度数值与化学检测数据进行对应，确定2-100个波长吸光度变化与化学检测数 据变化具有定性和定量关系的K个公式。