本发明专利技术公开了一种基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其包括以下步骤：制备肉桂粉末；采集肉桂粉末的近红外光谱数据；利用光谱数据分别与产地信息、肉桂醛含量、肉桂灰分、肉桂抗氧化活性、综合隶属函数值建立肉桂产地判别模型、肉桂醛定量模型、灰分定量模型、抗氧化活性定量模型、综合隶属函数值定量模型；将未知样品的光谱数据进行预处理后，分别代入肉桂产地判别模型、肉桂醛定量模型、灰分定量模型、抗氧化活性定量模型、综合隶属函数值定量模型，得到肉桂的产地信息、肉桂灰分、肉桂抗氧化活性、综合隶属函数值。本发明专利技术解决了传统质量评价模型单一评价的问题，为准确、绿色、简单地评价肉桂综合质量提供依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学分析领域。更具体地说，本专利技术涉及一种基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法。
技术介绍
1、肉桂是我国传统的中药材，为“桂十味”之一，食药两用，来源是樟科植物肉桂(cinnamomum cassia presl)的干燥树皮，其性大热，味辛甘，甘热助阳可补虚，辛热散寒可止痛，辛散温通可治痛经闭经等。肉桂还可用于治疗多种疾病，如糖尿病、炎症、微生物感染、癌症等；具有抗氧化、抗肿瘤、抗真菌、免疫调节等多种活性。
2、传统的肉桂质量评估方法包括高效液相色谱法、气相色谱-质谱法和傅立叶变换中红外光谱法等。这些方法通常步骤繁琐，耗时长，需要昂贵的仪器、有机溶剂或其他有害试剂。因此，建立一种综合评价肉桂质量的方法是至关重要的。
3、近红外(nir)光谱是波长在中红外区域和可见光谱区域之间的电磁辐射，对应于大约750-2500nm。近红外的光谱信息主要来源于含氢基团的倍频和合频的吸收。与传统的分析方法相比，近红外光谱具有无损、快速且环保的优点，并且可以同时测量多种组分。因此，近红外光谱近年来在中药质量控制中受到了人们的极大关注。然而，以往大多数关于近红外光谱的质量分析研究的一个主要局限性是，它们只关注特定化学成分的含量或特定的生物活性方面，未能实现全面的质量评估。但质量指标的构成是模糊的、多样的和不平衡的，单一指标难以对肉桂的质量进行综合评价。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
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p>2、本专利技术的一个目的是提供一种基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其具有环保、快速、简单，且可从“产地-含量-活性”模式来综合评价肉桂质量。3、为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其包括以下步骤：
4、步骤一、制备肉桂粉末；
5、步骤二、采集肉桂粉末的近红外光谱数据；
6、步骤三、利用光谱数据分别与产地信息、肉桂醛含量、灰分含量、抗氧化活性值、综合隶属函数值建立肉桂产地判别模型、肉桂醛定量模型、灰分定量模型、抗氧化活性定量模型、综合隶属函数值定量模型；其中，综合隶属函数值依据近红外光谱相似度、肉桂醛含量、灰分含量和抗氧化活性值计算；
7、步骤四、将未知样品的光谱数据进行预处理后，分别代入肉桂产地判别模型、肉桂醛定量模型、灰分定量模型、抗氧化活性定量模型、综合隶属函数值定量模型，得到肉桂的产地信息、灰分含量、抗氧化活性值、综合隶属函数值以作为肉桂质量综合评价的依据。
8、优选的，肉桂粉末为过50目的筛下粉末。
9、优选的，将肉桂粉末装入玻璃皿中，装填高度为1-2cm，利用光谱仪测定样品的近红外光谱数据，测定波长范围为900-1700nm。
10、优选的，建立肉桂产地判别模型包括以下步骤：
11、a)将采集的近红外光谱数据导入tq analyst ez edition中进行savitzky-golay平滑、多元散射校正以及一阶导数处理；
12、b)将步骤a)得到的经处理的近红外光谱数据和产地信息导入simca-p软件建立正交偏最小二乘判别分析模型(opls-da模型)以作为肉桂产地判别模型。
13、优选的，建立肉桂醛定量模型的方法为：
14、将原始近红外光谱数据和肉桂醛含量信息导入matlab软件建立联合区间偏最小二乘回归模型(si-pls定量模型)作为肉桂醛定量模型。
15、优选的，建立灰分定量模型包括以下步骤：
16、1)将采集的近红外光谱数据导入tq analyst ez edition中进行savitzky-golay平滑、标准正态变量变换处理；
17、2)将步骤1)得到的经处理的近红外光谱数据和灰分含量信息导入matlab软件建立后向区间偏最小二乘回归模型(bi-pls定量模型)作为灰分定量模型。
18、优选的，建立抗氧化活性定量模型包括以下步骤：
19、i)将采集的近红外光谱数据导入tq analyst ez edition中进行savitzky-golay平滑、标准正态变量变换、一阶导数处理；
20、ii)将步骤i)得到的经处理的近红外光谱数据和肉桂的抗氧化活性值信息导入matlab软件建立支持向量回归模型(svr定量模型)作为抗氧化活性定量模型。
21、优选的，建立综合隶属函数值定量模型包括以下步骤：
22、i)将采集的近红外光谱数据导入tq analyst ez edition中进行savitzky-golay平滑、二阶导数处理；
23、ii)将步骤i)得到的经处理的近红外光谱数据和肉桂的综合隶属函数值信息导入matlab软件建立支持向量回归模型(svr定量模型)作为综合隶属函数值定量模型。
24、优选的，为了从多方面出发综合评价肉桂的质量，本专利技术结合肉桂的近红外光谱相似度、肉桂醛含量、灰分含量和抗氧化活性值(ic50值)计算所有样品的综合隶属函数值，按照如下公式计算隶属函数值：
25、x+ij(u)＝(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)
26、x-ij(u)＝1-x+ij(u)
27、上式中，x+ij(u)为与肉桂质量呈正相关的隶属函数值；x-ij(u)为与肉桂质量呈负相关的隶属函数值；xij为第i个样本的第j个指标的测量值；xjmin为所有样品中第j项指标的最小值；xjmax为所有样品中第j项指标的最大值。
28、优选的，肉桂的近红外光谱相似度获取方法为：通过采集肉桂样品的近红外光谱进行平均化处理而得到近红外光谱指纹图谱；通过使用omnic软件中的质量检查功能计算每个样品的近红外光谱和近红外光谱指纹图谱之间的相关系数r，近红外光谱相似度为r*100。
29、本专利技术至少包括以下有益效果：
30、第一、本专利技术基于便携式近红外光谱仪，能够快速得到不同产地肉桂粉末的原始近红外光谱数据，通过预处理后结合化学计量学方法，建立肉桂产地溯源、肉桂醛定量、灰分含量定量、抗氧化活性定量和综合隶属函数预测模型，解决了传统质量评价模型单一评价的问题，为准确、绿色、简单地评价肉桂综合质量提供依据。
31、第二、本专利技术方法的产地溯源opls-da模型的预测准确度为92.31％；肉桂醛的si-pls定量模型的rp为0.901，rpd为2.267；灰分的bi-pls定量模型的rp为0.965，rpd为0.379；抗氧化活性的svr定量模型的rp为0.935，rpd为2.127；综合隶属函数值的svr定量模型的rp为0.939，rpd为2.533。
32、第三、本专利技术通过建立综合隶属函数预测模型，能够对不同批次产品质量优劣进行综合评价。
33、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，肉桂粉末为过50目的筛下粉末。
3.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，将肉桂粉末装入玻璃皿中，装填高度为1-2cm，利用光谱仪测定样品的近红外光谱数据，测定波长范围为900-1700nm。
4.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，建立肉桂产地判别模型包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，建立肉桂醛定量模型的方法为：
6.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，建立灰分定量模型包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，建立抗氧化活性定量模型包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，建立综合隶属函数值定量模型包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，结合肉桂的近红外光谱相似度、肉桂醛含量、灰分含量和抗氧化活性值计算所有样品的综合隶属函数值，按照如下公式计算隶属函数值：
10.根据权利要求9所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，肉桂的近红外光谱相似度获取方法为：通过采集肉桂样品的近红外光谱进行平均化处理而得到近红外光谱指纹图谱；通过使用OMNIC软件中的质量检查功能计算每个样品的近红外光谱和近红外光谱指纹图谱之间的相关系数r，近红外光谱相似度为r*100。
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【技术特征摘要】
1.基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，肉桂粉末为过50目的筛下粉末。
3.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，将肉桂粉末装入玻璃皿中，装填高度为1-2cm，利用光谱仪测定样品的近红外光谱数据，测定波长范围为900-1700nm。
4.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，建立肉桂产地判别模型包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，建立肉桂醛定量模型的方法为：
6.根据权利要求1所述的基于便携式近红外光谱仪和隶属函数的肉桂质量评价方法，其特征在于，建立灰分定量模型包括以下步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：苏志恒，邹紫微，郭玥，郭炳建，马小龙，罗三珊，冯琳琳，邓利军，潘孜萍，潘诗翰，韦锦斌，
申请(专利权)人：广西医科大学，
类型：发明
国别省市：
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