[发明专利]一种利用近红外光谱技术快速无损测定小麦单籽粒直链淀粉含量的方法

说明书

本发明提供了一种利用近红外光谱技术快速无损测定小麦单籽粒直链淀粉含量的方法。步骤如下：收集小麦单籽粒样本；置于近红外光谱下进行透射扫描，采集近红外漫反射光谱；采用试剂盒酶解程序测定样品总淀粉含量及直支链淀粉比值；对所得近红外光谱光学数据进行预处理，滤除无用及干扰信号；建立数学模型；构建小麦单籽粒的直链淀粉含量化学值与近红外光谱之间的预测模型并进行验证实验；采集待测样品的近红外光谱，用构建的近红外预测模型快速无损测定待测样品直链淀粉含量。本发明方法为小麦单籽粒直链淀粉的定量测定提供一种便捷、快速、无损、准确的标准化检测方法，为小麦的育种、选种及淀粉的深入研究及应用提供方法支撑。

技术领域

本发明涉及谷物分析检测技术领域，具体涉及一种利用近红外光谱技术快速无损测定小麦单籽粒直链淀粉含量的方法。

背景技术

淀粉是植物界中存在的极为丰富的有机化合物，是人类粮食、动物饲料和工业原料的重要来源。淀粉从分子结构上可分为直链淀粉（amylose，主要是淀粉颗粒质）和支链淀粉（amylopectin，主要是淀粉皮质）两大类。原料中淀粉的直链淀粉与支链淀粉的比值直接影响其品质。因此，快速、准确地测定原料中直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量，对评价原料的品质、应用方向及价值具有重要意义。目前，国内外研究直、支链淀粉含量的测定方法主要有：电位滴定法、高效粒径排阻色谱法、碘亲和毛细管电泳法、单粒度切粒浸渍法、双波长分光光度计法、拉曼光谱和多元校准分析法、正交函数分光光度法、三波长比色法等及其他方法。以上可以大致总结为方法研究以及比色法测定。其中直、支链淀粉的方法研究主要侧重在开发可以测定淀粉含量的方法，但实际操作复杂，且成本较高，对仪器耗材要求较高，不易成为常规检测方法。各种比色法原理都是利用淀粉与电络合形成显色反应，在特定波长光波下有较大吸收度，从而测定直、支链淀粉及总淀粉含量，但存在的缺陷也比较明显。首先是前处理过程不易控制，脱脂脱糖以及淀粉糊化等过程条件须严格控制，这也是数据不稳定的原因。其次，比色法只能通过总淀粉含量和质量淀粉含量计算得到支链淀粉含量，不能同时得到三个数据。因此，目前的研究热点是探寻一种便捷的、准确测定原料中直、支链淀粉的方法。一些学者在这方面做出了一些尝试，比如Atcharaporn K.等研制了一种简易便携式碾米直链淀粉含量速测仪和Sumiko N等基于粳稻精米和淀粉RVA测定的糊化特性估算直链淀粉含量和抗性淀粉含量的公式，但这些方法前处理操作复杂、模型的使用范围窄。

近红外光谱分析技术主要是反映与含有C-H、N-H、O-H、S-H等氢基团的样品的组分和性质信息，是一种现代光谱分析技术，是现代电子技术、光谱分析技术、计算机技术和化学计量技术的集合体，具有样品前处理简单、快速，可同时测定一种或多种化学成分含量的，而且其无损伤，无污染，是一种典型的绿色分析技术，十分符合现代发展要求，被美国食品化学家协会、美国谷物化学家协会推荐为标准分析方法。近红外光谱分析技术的分析范围几乎覆盖了所有化合物，还有其独特的优点，使它被应用到各个领域。目前，近红外光谱技术主要应用于小麦营养价值（常规化学成分、氨基酸及物理指标等）的快速预测、品种鉴别以及品质安全监控方面。邵春甫等科研人员用近红外光谱法对贵州当地酿酒用高粱原料进行直、支链及总淀粉含量，但其使用的淀粉检测标准方法为已被淘汰的国标方法，并且直、支链及总淀粉含量的检测方法不同，建模数据来源不准确。

与传统化学和物理分析技术相比，近红外光谱分析技术的突出优点是：①检测速度快、效率高；②适合于多种状态的分析对象；③可以实现在线分析；④结果准确、重现性好；⑤可以实现样品无损分析；⑥检测分析成本低。为保证近红外光谱法预测结果的准确性，需要获取足够多数量的样品数据。前期投入大、建模成本较高，近红外光谱技术需要大量有代表性且化学值已知的样品建立模型，对小批量样品的分析不切实际。同时，需要对定标模型不断的进行更新和优化。

发明内容