基于近红外光谱技术的远安黄茶品质快速无损检测方法
2021-11-11分类号:O657.33;TS272.7
【部门】湖北省农业科学院果树茶叶研究所 咸宁市农业科学院 恩施花枝山生态农业股份有限公司
【摘要】应用近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)技术结合多种算法对远安黄茶品质开展快速无损评价。首先通过扫描获得远安黄茶90个样品的近红外光谱,再利用11种不同方法对光谱进行预处理,剔除部分噪声信息,然后应用反向区间偏最小二乘法(backward interval partial least squares,Bi-PLS)筛选反映样品品质的特征光谱区间,应用遗传算法(genetic algorithm,GA)精准提取特征光谱波长,建立了5种黄茶品质预测模型,最后对光谱官能团信息进行解析。结果表明,最佳光谱预处理方法为多元散射校正,Bi-PLS筛选出的特征光谱区间主要为9 003.2~7 497.9 cm~(-1)、6 101.7~5 449.8 cm~(-1)和4 601.3~4 246.5 cm~(-1),GA筛选出75个特征光谱波长,建立的Bi-GA-PLS组合模型具有最佳的稳健性,可准确地预测远安黄茶样品外部品质分数(R~2=0.951,RMSEP=1.57,RPD=5.27),初步实现了远安黄茶品质的快速、准确预测。光谱信息解析结果显示,45个光谱波长反映-CH_x、C=O和-NH_x官能团信息,代表单糖、咖啡碱、茶氨酸和游离蛋白质等内含成分物质,30个光谱波长反映O-H、酰胺键以及C-H和C-C伸缩的组合频信息,代表木质素、淀粉、纤维素等多糖内含成分物质。
【关键词】远安黄茶 品质评价 无损检测 近红外光谱 反向区间偏最小二乘法 遗传算法 人工神经网络
【基金】国家茶叶产业技术体系项目(CARS-19);; 中央引导地方科技发展专项(2018ZYYD009);; 国家自然科学基金项目(31400586);; 湖北省农业科技创新中心项目(2016-620-000-001-032)
【所属期刊栏目】华中农业大学学报
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