一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，包括以下步骤：获取不同棉籽形态的棉籽样品，所述棉籽样品包括定标集样品和验证集样品；基于近红外光谱分析仪获取所述定标集样品的近红外光谱信息；基于索氏提取法分别获取所述定标集样品和验证集样品的棉籽含油量化学真值；基于多元校正方法对所述定标集样品的近红外光谱信息和棉籽含油量化学真值进行模型定标，获得不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型；基于所述不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型实现对棉籽油分含量的检测。本发明专利技术适用于棉花毛籽、光籽和种仁三种不同棉籽形态棉籽油分含量快速无损检测，解决了传统棉籽油分含量检测操作繁琐，效率低下，污染环境等问题。污染环境等问题。污染环境等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法


[0001]本专利技术属于不同棉籽形态棉籽油分含量的检测
，特别是涉及一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法。

技术介绍

[0002]棉籽是棉花生产过程中主要的副产物，是与大豆、油菜、向日葵和花生齐名的最重要的植物油料来源之一。棉籽油中含有丰富的不饱和脂肪酸、维生素E及较低含量的胆固醇，是一种具有较高营养价值的食用油。快速、无损和低成本的棉籽油分含量检测方法对于棉籽油综合利用以及高油分含量的棉花品种选育具有重要意义。
[0003]传统的油分检测方法有索氏提取法、酸水解法和加速溶剂萃取法等，传统化学方法在测量棉籽油分含量的过程中存在诸多不便，例如操作繁琐、效率低下、大量使用有毒化学试剂、并且需要对棉籽进行繁琐的提前处理，甚至破坏种子的完整性，导致种子失去发芽能力等，这对于大规模棉花材料，特别是品种选育过程中的含油量测定来说是极为不便。
[0004]近红外光谱分析技术是一种集光谱分析、计算机及化学计量于一体的现代光谱分析技术，通过有机物中的C
‑
H、N
‑
H、O
‑
H和S
‑
H等含氢基团在近红外光谱区域内的振动吸收特征，结合化学计量学等方法定性或定量地测定样品中一种或多种化学成分。但是现有检测近红外检测方法不能同时满足棉花毛籽、光籽和种仁检测需求。
[0005]针对传统棉籽油分含量检测方法操作繁琐，效率低下，污染环境等，以及现有检测近红外检测方法不能同时满足棉花毛籽、光籽和种仁检测需求等问题，亟需提出一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，从而满足不同棉籽形态的油分含量快速、无损和环保的检测，为棉籽综合利用和高油分棉花品种选育提供技术支持。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，包括以下步骤：
[0008]获取不同棉籽形态的棉籽样品，所述棉籽样品包括定标集样品和验证集样品；
[0009]基于近红外光谱分析仪获取所述定标集样品的近红外光谱信息；
[0010]基于索氏提取法分别获取所述定标集样品和验证集样品的棉籽含油量化学真值；
[0011]基于多元校正方法对所述定标集样品的近红外光谱信息和棉籽含油量化学真值进行模型定标，获得不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型；
[0012]基于所述不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型实现对棉籽油分含量的检测。
[0013]可选地，所述棉籽形态包括毛籽、光籽和种仁。
[0014]可选地，所述的近红外光谱分析仪的近红外光谱扫描范围为400～2498nm。
[0015]可选地，对所述近红外光谱信息进行模型定标之前还包括：基于不同种组合的数
学处理和散射处理中的一种或多种对所述近红外光谱信息进行预处理，剔除所述近红外光谱信息中的异常值。
[0016]可选地，基于索氏提取法获取棉籽样品的棉籽含油量化学真值的过程包括：对待测棉籽样品进行去壳和粉碎，获得棉仁粉，将所述棉仁粉烘干至恒重后进行第一次称重，获得第一重量；将第一次称重后的棉仁粉装入烘干后的滤纸包中并进行第二次称重，获得第二重量；将盛有棉仁粉的滤纸包放入索氏提取器中，利用石油醚抽提棉仁粉中的粗脂肪，抽提后烘干滤纸包并进行第三次称重，获得第三重量；基于所述第一重量、第二重量和第三重量，获得待测棉籽样品的棉籽含油量化学真值。
[0017]可选地，所述多元校正方法包括但不限于线性的偏最小二乘法、主成分回归法、多元线性回归法、改良偏最小二乘法，以及非线性的人工神经网络法。
[0018]可选地，获得不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型之后还包括：基于不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型分别获取验证集样品的棉籽油分含量，并与所述验证集样品的棉籽含油量化学真值进行对比分析，对不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型的准确性和稳定性进行评价。
[0019]本专利技术的技术效果为：
[0020]本专利技术适用于棉花毛籽、光籽和种仁三种不同棉籽形态棉籽油分含量快速无损检测，不仅满足了不同棉籽形态快速、无损和环保的检测需求，而且解决了传统棉籽油分含量检测操作繁琐，效率低下，污染环境等问题，为棉籽综合利用和高油分棉花品种选育提供技术支持。
附图说明
[0021]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0022]图1为本专利技术实施例中的种仁、光籽和毛籽样品的原始近红外光谱图和预处理后的近红外光谱图的对比图；其中，(a)为种仁的原始近红外光谱图和预处理后的近红外光谱图的对比图，(b)为光籽的原始近红外光谱图和预处理后的近红外光谱图的对比图，(c)为毛籽的原始近红外光谱图和预处理后的近红外光谱图的对比图；
[0023]图2为本专利技术实施例中的种仁、光籽和毛籽验证集样品预测值与化学值的相关性示意图；其中，(a)为种仁验证集样品预测值与化学值的相关性示意图，(b)为光籽验证集样品预测值与化学值的相关性示意图，(c)为毛籽验证集样品预测值与化学值的相关性示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例中的种仁、光籽和毛籽样品传统化学方法测定棉籽油分含量与近红外光谱预测值差值分布图；
[0025]图4为本专利技术实施例中的基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法流程图。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0027]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0028]实施例一
[0029]如图4所示，本实施例中提供一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，包括以下步骤：
[0030]选取具有棉籽油分含量变异范围广泛的棉籽样品作为毛籽、光籽和种仁三种不同棉籽形态近红外检测模型定标集样品和验证集样品。
[0031]所述的毛籽、光籽和种仁(棉籽仁)三种不同形态的棉籽分别指为：毛籽是指籽棉轧花后获得带有短毛绒的毛籽样品，光籽是指毛籽样品经浓硫酸脱绒处理得到带壳无短绒光籽的样品，种仁是指对光籽样品进行剥壳后获得种仁的样品。
[0032]利用定标集样品数量分别材料221份棉籽仁、232份光籽和206份毛籽用于构建棉籽油分定标模型，验证集样品数量分别为53份棉籽仁、55份光籽和51份毛籽用于对定标模型进行性能评价。所用棉籽样品在棉花成熟后，取20个发育正常的棉铃，轧花晾晒后在保存在4℃种子储存柜中。本实施例所有供试材料于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取不同棉籽形态的棉籽样品，所述棉籽样品包括定标集样品和验证集样品；基于近红外光谱分析仪获取所述定标集样品的近红外光谱信息；基于索氏提取法分别获取所述定标集样品和验证集样品的棉籽含油量化学真值；基于多元校正方法对所述定标集样品的近红外光谱信息和棉籽含油量化学真值进行模型定标，获得不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型；基于所述不同棉籽形态的棉籽含油量检测模型实现对棉籽油分含量的检测。2.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，其特征在于，所述棉籽形态包括毛籽、光籽和种仁。3.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，其特征在于，所述的近红外光谱分析仪的近红外光谱扫描范围为400～2498nm。4.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的棉籽油分含量快速无损检测方法，其特征在于，对所述近红外光谱信息进行模型定标之前还包括：基于不同种组合的数学处理和散射处理中的一种或多种对所述近红外光谱信息进行预处理，剔除所述近红外光谱信息中的异常值。5.根据权利要求1所述的基于近红外光...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡猛，黄义文，彭军，周大云，黄龙雨，吴玉珍，付守阳，栗战帅，徐清，
申请(专利权)人：三亚中国农业科学院国家南繁研究院，
类型：发明
国别省市：