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现代近红外光谱分析作为一种快速、无损的分析技术,在国际许多领域中越来越被广泛地应用。脐橙营养丰富,是深受人们喜爱的果品,国内外许多学者已利用近红外光谱技术研究了脐橙内部品质的定量分析方法,但是由于目前近红外仪器在实际使用过程中,不同仪器由于光路设计、仪器性能、装配误差和测样环境等因为,使得测量的光谱数据间存在着一定的差异,导致一台光谱仪上所测量光谱数据不能直接应用在另一台仪器上。而重新建立模型需耗费大量的人力和财力,因此,利用模型传递方法解决近红外模型共享的问题是非常必要的。
本文以脐橙为例,利用近红外光谱技术建立了脐橙糖酸比的快速无损检测方法,并用斜率截距校正(Slope/Bias Correction)算法和直接校正(DirectStandardization)算法开展了脐橙可溶性总糖、总酸、维生素C、可溶性固形物的定量分析模型在两台傅立叶近红外光谱仪间传递的研究。研究结果如下:
1.在VECTOR33N型傅立叶近红外光谱仪上探索建立了脐橙糖酸比的近红外光谱模型,最佳光谱预处理方法是多元散射校正法(MSC),最优的光谱范围为7501.7～5449.8cm-1,交叉验证的相关系数R为0.809,内部交叉验证均方差(RMSECV)为1.76,检验集样品的预测相关系数R为0.846,预测均方差(RMSEP)为2.13。
2.采用Kennard-Stone算法将脐橙样品划分为校正集、检验集和标准化样品集,选取VECTOR22N型傅立叶光谱仪为主仪器,VECTOR33N型傅立叶光谱仪为从仪器,分别取不同数目的标准化样品进行模型传递研究。主仪器上建立的脐橙可溶性总糖模型经斜率截距法校正后,从仪器检验集的RMSEP减小到0.756％,经DS算法传递后的相关系数R和RMSEP分别为0.902和0.448％:脐橙总酸模型经斜率截距法校正后,RMSEP减小到0.0787％,经DS算法传递后的相关系数R和RMSEP分别0.863和0.0451％；脐橙维生素C模型经斜率截距法校正后,从仪器检验集的RMSEP减小到4.17mg/100g,经DS算法传递后的相关系数R和RMSEP分别0.895和3.01mg/100g；脐橙可溶性固形物模型经斜率截距法校正后,从仪器检验集的RMSEP减小到0.728％,经DS算法传递后的相关系数R和RMSEP分别为0.828和0.549％。
研究表明:在本文的试验条件下,利用近红外光谱分析技术能够快速无损检测脐橙的糖酸比；在模型传递过程中,标准化样品个数对斜率截距法影响较小,而对DS算法的影响较大；斜率截距法对模型传递起到了一定的作用,但对模型的校正能力有限；经过DS算法传递后,检验集样品的预测结果与主仪器上的模型直接预测主仪器检验集样品光谱的结果相近,模型传递效果较为满意,成功地实现了脐橙内部品质近红外分析模型在两台傅立叶光谱仪间的共享。