一种霉变烟叶识别方法技术

本发明专利技术公开了一种霉变烟叶识别方法，以多个正常烟叶与霉变烟叶作为样本，通过顶空‑气相色谱‑离子迁移谱技术获取各样本对应的三维信息谱图；从三维信息谱图中提取谱图特征区域；对谱图特征区域中的数据进行分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型；根据判别模型对待检烟叶是否发生霉变进行识别。本申请基于气相色谱‑离子迁移谱技术，对烟叶中的挥发性有机化合物进行了检测分析，实现了对烟叶是否发生霉变进行有效地识别，并且识别过程快速、准确，提高了烟草企业的生产效率，降低了烟叶霉变所带来的经济损失。

A Method for Identification of Moulded Tobacco Leaves

The invention discloses a method for identifying mildewed tobacco leaves, which takes several normal tobacco leaves and mildewed tobacco leaves as samples, obtains three-dimensional information spectra corresponding to each sample by headspace gas chromatography ion migration spectroscopy technology, extracts characteristic regions of spectra from three-dimensional information spectra, analyses data in characteristic regions of spectra, and establishes discriminant models for distinguishing normal tobacco leaves from mildewed tobacco leaves. According to the discriminant model, the moldy tobacco leaves were identified. This application is based on gas chromatography and ion mobility spectrometry technology to detect and analyze volatile organic compounds in tobacco leaves. It realizes the effective identification of whether tobacco leaves have mildew or not, and the identification process is fast and accurate, which improves the production efficiency of tobacco enterprises and reduces the economic losses caused by mildew of tobacco leaves.

【技术实现步骤摘要】
一种霉变烟叶识别方法
本专利技术涉及快速分析检测
，特别是涉及一种霉变烟叶识别方法。
技术介绍
烟草中富含糖类、果胶质和有机酸等，是微生物生长的良好基质，在其醇化贮运过程中，容易出现发霉变质的情况。依据烟草行业推荐标准YC/T475、YC/T472和YC/T471，目前现有的烟草霉变识别方法主要包括以下几种方法：一是凭工作人员眼观、鼻闻、手捏以及燃吸进行感官辨别；二是微生物学检验，对霉菌进行计数；三是参考烟草中麦角甾醇含量，用气相色谱质谱联用法对其进行检测。人工感官检测存在主观因素大、嗅觉疲劳、健康隐患的缺点，而微生物学检测和麦角甾醇的气质联用检测过程又过于繁琐耗时。因此，提供一种快速、准确识别霉变烟叶的方法，对提高烟草企业生产效率，降低烟叶霉变带来的经济损失具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种霉变烟叶识别方法，以解决现有霉变烟叶识别过程中准确度不高、繁琐耗时的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种霉变烟叶识别方法，包括：以多个正常烟叶与霉变烟叶作为样本，通过顶空-气相色谱-离子迁移谱技术获取各所述样本对应的三维信息谱图；从所述三维信息谱图中提取谱图特征区域；对所述谱图特征区域中的数据进行分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型；根据所述判别模型对待检烟叶是否发生霉变进行识别。可选地，所述通过顶空-气相色谱-离子迁移谱技术获取各所述样本对应的三维信息谱图包括：顶空进样条件设定为：进样量100μL-1000μL、孵化温度30℃-200℃、孵化时间0min-60min、进样针温度30℃-150℃。可选地，所述通过顶空-气相色谱-离子迁移谱技术获取各所述样本对应的三维信息谱图包括：气相色谱-离子迁移谱技术条件设定为：色谱柱温度30℃-150℃、漂移管温度5℃-80℃、色谱载气流速为1mL/min-500mL/min、漂移气流速1mL/min-500mL/min。可选地，所述从所述三维信息谱图中提取谱图特征区域包括：确定所述正常烟叶对应的三维信息谱图与所述霉变烟叶对应的三维信息谱图中的特征峰；基于所述特征峰进行比对，从所述特征峰中选取预设数量的差异特征峰，以表征所述正常烟叶和霉变烟叶的差异；将所述差异特征峰对应的区域作为所述谱图特征区域，从所述三维信息谱图中提取所述谱图特征区域。可选地，所述对所述谱图特征区域中的数据进行分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型包括：对所述谱图特征区域中的数据进行预处理；采用主成分分析法对经过预处理的数据进行降维处理，选择累计贡献率大于预设阈值的最佳主成分个数；对降维后的数据利用KNN分类器进行分类分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型。可选地，所述对所述谱图特征区域中的数据进行预处理包括：以所述谱图特征区域的信号强度作为表征参数，将所述谱图特征区域按照预设顺序排列形成数据矩阵；对形成的所述数据矩阵进行归一化处理。可选地，所述预设阈值为95.0％-99.5％。可选地，所述对所述谱图特征区域中的数据进行分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型包括：采用偏最小二乘判别分析法对所述谱图特征区域中的数据进行分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型。本专利技术所提供的霉变烟叶识别方法，以多个正常烟叶与霉变烟叶作为样本，通过顶空-气相色谱-离子迁移谱技术获取各样本对应的三维信息谱图；从三维信息谱图中提取谱图特征区域；对谱图特征区域中的数据进行分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型；根据判别模型对待检烟叶是否发生霉变进行识别。本申请基于顶空-气相色谱-离子迁移谱技术，对烟叶中的挥发性有机化合物进行了检测分析，实现了对烟叶是否发生霉变进行有效地识别，并且识别过程快速、准确，提高了烟草企业的生产效率，降低了烟叶霉变所带来的经济损失。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的霉变烟叶识别方法的一种具体实施方式的流程图；图2为本专利技术所提供的霉变烟叶识别方法中三维信息谱图中提取谱图特征区域的流程图；图3为本专利技术所提供的霉变烟叶识别方法中建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型的流程图；图4为正常烟叶三维信息图谱示意图；图5为霉变烟叶三维信息图谱示意图；图6为64个烟叶样品对应的19个谱图特征区域示意图；图7为第1_2主成分图；图8为主成分贡献率示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术所提供的霉变烟叶识别方法的一种具体实施方式的流程图如图1所示，该方法包括：步骤S101：以多个正常烟叶与霉变烟叶作为样本，通过顶空-气相色谱-离子迁移谱技术获取各所述样本对应的三维信息谱图；气相色谱-离子迁移谱联用检测技术，是气相被检物质在气相色谱中预分离，并在常压条件下电离后进入电场中，由于不同带电离子迁移时间的差异，不同物质再次分离，最后到达检测器的微量化学物质分析技术。检测结果以气相色谱保留时间、离子迁移时间和离子信号强度的三维信息谱图的形式呈现。通过采用气相色谱与离子迁移谱的联用，发挥了气相色谱的高分辨率和离子迁移谱高灵敏度的优势，具有高选择性、高灵敏度的特点，得到的测试数据可进行更高级的数据处理。顶空-气相色谱-离子迁移谱仪中需要对顶空进样条件和GC-IMS参数进行设定。样品顶空进样条件包括烟叶样品量、孵化温度、孵化时间、进样体积、进样针温度；GC-IMS需要设置的参数包括色谱柱温度、漂移管温度、色谱载气流速、漂移气流速。在设定好进样条件和GC-IMS参数之后，本步骤将多个正常烟叶与霉变烟叶顶空挥发性气体作为样本，采用顶空-气相色谱-离子迁移谱仪作为检测设备，生成与各样本分别一一对应的三维信息谱图。该三维信息谱图具体包括气相色谱保留时间、离子迁移时间和离子信号强度。本实施例中样本的数量越多，样本越具代表性，则识别准确度越高。样本的数量可以由用户实际确定得到，在此不做限定。步骤S102：从所述三维信息谱图中提取谱图特征区域；在采集到多个样本对应的三维信息谱图之后，对三维信息图谱进行分析，比较霉变烟叶和正常烟叶三维信息谱图，选取出对实现霉变识别贡献大的谱图特征区域，以表征正常烟叶和霉变烟叶的差异。参照图2，本实施例中从所述三维信息谱图中提取谱图特征区域的过程可以具体为：步骤S1021：确定所述正常烟叶对应的三维信息谱图与所述霉变烟叶对应的三维信息谱图中的特征峰；步骤S1022：基于所述特征峰进行比对，从所述特征峰中选取预设数量的差异特征峰，以表征所述正常烟叶和霉变烟叶的差异；步骤S1023：将所述差异特征峰对应的区域作为所述谱图特征区域，从所述三维信息谱图中提取所述谱图特征区域。通过对正常烟叶的三维信息谱图与霉变烟叶的三维信息谱图进行比对，可以确定出区分二者的差异特征峰，然后通过对该差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种霉变烟叶识别方法，其特征在于，包括：以多个正常烟叶与霉变烟叶作为样本，通过顶空‑气相色谱‑离子迁移谱技术获取各所述样本对应的三维信息谱图；从所述三维信息谱图中提取谱图特征区域；对所述谱图特征区域中的数据进行分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型；根据所述判别模型对待检烟叶是否发生霉变进行识别。

【技术特征摘要】
1.一种霉变烟叶识别方法，其特征在于，包括：以多个正常烟叶与霉变烟叶作为样本，通过顶空-气相色谱-离子迁移谱技术获取各所述样本对应的三维信息谱图；从所述三维信息谱图中提取谱图特征区域；对所述谱图特征区域中的数据进行分析，建立区分正常烟叶或霉变烟叶的判别模型；根据所述判别模型对待检烟叶是否发生霉变进行识别。2.如权利要求1所述的霉变烟叶识别方法，其特征在于，所述通过顶空-气相色谱-离子迁移谱技术获取各所述样本对应的三维信息谱图包括：顶空进样条件设定为：进样量100μL-1000μL、孵化温度30℃-200℃、孵化时间0min-60min、进样针温度30℃-150℃。3.如权利要求1所述的霉变烟叶识别方法，其特征在于，所述通过顶空-气相色谱-离子迁移谱技术获取各所述样本对应的三维信息谱图包括：气相色谱-离子迁移谱仪器条件设定为：色谱柱温度5℃-80℃、漂移管温度5℃-80℃、色谱载气流速为1mL/min-500mL/min、漂移气流速1mL/min-500mL/min。4.如权利要求1至3任一项所述的霉变烟叶识别方法，其特征在于，所述从所述三维信息谱图中提取谱图特征区域包括：确定所述正常烟叶对应的三维信息谱图与所述霉变烟叶对应的三维信息谱图中的特征峰；基于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金晶，刘剑，谢顺萍，邹西梅，胡芸，
申请(专利权)人：贵州中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52