第33卷，第12期 2013年12月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 33 ,No. 12 -pp3216-3220
December : 2013
基于小波压缩的马铃薯全粉还原糖近红外光谱检测研究
董小玲’，孙旭东2*
1.华东交通大学外国语学院，江西南昌330013 2.华东交通大学机电工程学院，江西南吕330013
摘要为探讨小波压缩算法结合近红外光谱技术在马铃薯全粉还原糖含量检测中的可行性，采用傅里叶变换近红外光谱仪采集了250份马铃薯全粉样品的近红外光谱。分别优化了消失矩、小波系数和主成分因子数，优化结果为10，100和20。基于db小波函数将1501个马铃要全粉的近红外光谱变量压缩成100个小波系数。分别以1501个光谱变量和100个小波系数为变量分别建立了偏最小二乘(PLS)校正模型。以62 个未参与建模的样品作为预测集，考察模型的预测能力。经比较，小波压缩结合PLS的校正模型预测结果最优，模型预测相关系数为0.98，预测均方根误差为0.181%。实验结果表明小波压缩算法结合近红外光谱技术有效地保留了有效光谱信息，实现了光谱数据降维，简化了马铃薯全粉还原糖PLS校正模型，提高了模型的预测能力。
关键词光谱学；近红外；小波压缩；还原糖；马铃薯
中图分类号：S5323
文献标识码：A
引言
DOI:10.3964/j. issn.1000-0593(2013)12-3216-05
分别为0.63%和0.5%6]。张小燕等应用近红外光谱预测马铃要块茎水分、淀粉、蛋白质和还原糖，模型预测决定系数都在0.85以上7]。刘翠翠等建立了马铃薯块茎钾含量预测
马铃薯全粉是加工薯泥、薯饼的主要食品原料，还原糖含量是影响薯泥、薯饼等马铃薯全粉加工产品品质的重要因素之一。还原糖含量高于0.25%时，还原糖与α-氨基酸发生美拉德反应，致使马铃薯加工产品颜色量棕褐色，影响了马铃薯加工产品的品质“。容量分析法、碑钼酸比色法、电化学法等还原糖传统检测法，虽然检测精度高，但耗时、费力、消耗化学品，难以满足自动化马铃薯全粉加工产业需求。研究马铃要全粉还原糖快速检测方法，在马铃要全粉加工产晶品质调控方面具有重要的意义。
从物料中漫射出的近红外光谱中提带丰富的含氢基团信息，结合适当的数据分析方法，可快速定量检测物料的成分2」。国内外研究人员成功应用近红外光谱技术检测马铃薯加工产品品质。Cecilia等建立了薯片的脂肪和水分校正模型，脂肪和水分的交互验证均方根误差分别为0.16和 0.3%(3]。Ni等建立了四种薯片的近红外光谱分类模型4]。 Subedi等应用近红外光谱检测马铃薯干物质含量，模型预测均方根误差为0.50%5]。Brunt等应用近红外光谱检测马铃薯的淀粉和干物质含量，淀粉和干物质模型预测均方根误差
收稿日期：2013-03-25，修订日期：2013-06-08
模型，模型预测均方差为0.08"。刘波平等建立了马铃薯块茎粗纤维、淀粉和蛋白质含量的近红外光谱校正模型，模型预测决定系数均在0.94以上。在实验中，近红外光谱变量通常上千维，需要适当选取或压缩光谱变量，完成空间作图，研究样本之间的关系。小波变换因其优越的时频局部化特性，可在基本不损失有效光谱信息条件下，压缩光谱数据[11,12]。将压缩后变量作为校正模型输人变量可提高收敛速度，改善预测精度，
试验中采用db小波，压缩近红外光谱变量，提取压缩后的小波系数作为偏最小二乘回归(PLS)的输人变量，建立马铃薯全粉还原糖近红外光谱校正和预测模型，改善了模型的预测能力。
实验部分 1
1.1材料
支铃要全粉由内蒙古某食晶公司提供，选取无病无斑马铃薯，自来水洗净去皮，切碎后至一25℃冷冻后粉碎，过40
基金项目：国家自然科学基金项目（61240018），江西省科技支撑计划项目（20121BBF60054)和江西省教育厅青年基金项目（GJJ12317)资助
e-mail;348090546@qq.com
作者简介：董小玲，女，1985年生，华东交通大学外国语学院硕士研究生
e-mail : sunxudong_18@163.com
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