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近红外光谱分析技术在蔬菜品质无损检测中的应用研究进展

摘要：人们生活水平的提高，对于蔬菜品质的要求也越来越高，因此出现了多项蔬菜检测技术，其中近红外光谱分析技术是应用领域最广泛的技术。它能够快速高效的分析，而且成本低无污染，对于蔬菜没有损害。本文将从近红外光谱分析技术的基本原理出发，讲述该项技术在蔬菜品质无损检测中的应用研究进展，并提出该项技术当下存在的问题以及未来的发展前景。

关键词：近红外光谱技术；蔬菜品质检测；无损检测

引言

随着社会经济的快速发展，人们的生活水平日益提升，对于日常生活所需事物的要求越来越高，其中对于蔬菜的品质要求也是在不断提升，蔬菜的营养成分、食用安全要求也不断提升。因此，对于蔬菜的品质检测技术也就尤为重要，近些年来也研究出不少的检测技术如核磁共振几乎、电子鼻技术、撞击技术等，而近外红光谱分析技术则是最广泛和普遍应用的检测方法，能够利用光学传感器和数据处理技术进行分析，精密高效的分析蔬菜品质，成分检测，能够自动分选出无品质损坏的蔬菜，提供高质的蔬菜满足人们日常生活需求。

一、近红外光谱分析技术原理

近红外光线是一种电磁波，介于可见光谱和中红外光谱之间，当它照射到物体时，物体中的分子就会产生共振，然后近红外光线中的一部分光线被物体吸收转变出更加复杂的光谱，这个复杂光谱则显示着物体的特征，专业人员看着这个图谱才能清楚物体的品质。对于蔬菜品质检测也是同样的道理，当蔬菜照射到近红外光线时蔬菜吸收一些光线产生出图谱，专业的蔬菜质检部门看图谱了解蔬菜当中的物质特征，了解蔬菜品质情况。在进行近红外光线照射之前建立好数据模型，当近红外光线照射蔬菜产生图谱之后与建立的模型相对比就能发现之间的异同性，了解清楚评测物体的品质特性，对于相差的也就一目了然。当测评物件与建立的数据模型中的特质不相符时，物件的品质就存在一定的不足，整体物件的品质度就会下降，这就是近红外光谱分析技术的工作原理。

二、近红外光谱分析技术在蔬菜品质无损检测中的应用研究进展

随着生活质量的提高人们对于食物的要求越来越高，在购买的时候都要看清楚质检是否合格，因此要做好食物蔬菜的质检人们发明了各种检测的方式。其中近红外光谱分析技术被人们用来分析蔬菜是否有农药残留，残留量会不会过度，是否有什么缺陷，有什么病变，维生素等等。国内外针对近红外光谱分析技术的应用和研究进展各有不同，但针对这方面也做了相当多的实验分析。

1、国外研究进展

从20世纪60年代开始就不断有专家学者进行相关实验，其中Belton就用慢反射和红外显微镜测评了胡萝卜、黄瓜、辣椒、土豆以及一些水果，并进行它们之间的对比，在实验中可以明显区别苹果和非苹果，而且用不同的测评方法有着不同的光谱显示，明显能够观察到近红外光谱与其他方式测评的不同，能够更加快速的进行蔬菜测评。同时，martin也用实验来证明了近红外能不能用在高浓度糖分的物质上，他以马铃薯作为实验对象，发现近红外线不能测果糖含量，此外，singh又做了马铃薯的含水量评测，对带皮和不带皮的马铃薯都做出了预测模型来检测它们的含水量差别。还有一些专家针对甜菜来做了近外红光线测评，在实验过程中该专家做了大量的统计试验，针对不同的光谱作出不同的评测数据统计，发现相比原来化学方法测评更环保的测评出甜菜中的蔗糖、葡萄糖、氮、钠、钾等成分等等。系列的试验都证明了近红外光能够评测出多种蔬菜成分含量，并对于蔬菜来说是无损的，相信在不断的试验当中会发现近红外线能够测评出更多的蔬果成分含量，确保蔬果品质符合人们要求，对人们的生活品质有一定的提升。

2、国内研究进展

国内在这方面的实验也不少，其中金同铭就用一个西红柿来测评其中包含的有机酸、维生素、果糖、还原糖、柠檬酸等等成分评测，当收集好了光谱数据的时候，他用一阶、二阶微分来处理数据，并经过多元线回归分析确定了回归方程，同时针对不同的波长建模分析还和HPLC实验做数据对比，发现两种方式是有一定偏差的。同时，国内的另一个专家张德双也用近红外光谱进行了5个大白菜的测定，从外向内的测定了叶片、叶柄的还原糖、维C、粗蛋白和干物质等成分。实验结果显示不同的叶片之间的有机成分含量是不一样的，叶片和叶柄之间也有着差异，营养成分高低也不一。此外，还有专家针对不同的品种作出了实验，主要是做VC和可溶性糖的测定，结果发现在不同的波长之间有着一定的数据偏差。当然还有专家针对样品的损坏性作出了实验，发现近红外光谱检测用时较短，根本不会对样品造成损坏，也没有一点的消耗，而且在做对农药残留测定的时候也证实了近红外光谱是能够快速、可靠的评定出来是否存在农药残留的。

从国内专家一些列的实验当中，近红外光谱分析技术在不断的精进，也发现了该技术能够评定多种蔬菜成分特征，而且不需要消耗蔬菜就能够