第34卷，第5期 2014年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
意仁种类的近红外光谱技术快速鉴别
刘星，毛丹卓，王正武1*，杨永健
1，上海交通大学农业与生物学院食品科学与工程系，上海200240 2，上海市食品药品检验所，上海201203
Vol. 34 ,No. 5 -pp1259-1263
May,2014
摘要薏仁是一种药食两用资源，对其品质快速鉴别的需求也越来越多，近红外光谱技术（nearinfrared spectroscopy，NIRS>作为一种快速、无损且环保的方法正适合这一需求。以不同产地和品种薏仁的近红外光谱为基础，结合化学计量学方法对薏仁种类进行鉴别。对原光谱用无监督学习算法主成分分析（principa ee 持向量机（supportvectormachine，SVM)进行定性判别分析。由于不同地区和不同品种的薏仁营养物质组成复杂且含量相近，所选两类薏仁的特征变量很相似，因而PCA得分图重叠严重，很难区分；而LVQ神经网络和SVM都能得到满意结果，LVQ神经网络的预测正确率为90.91%，SVM在经过惩罚参数和核函数参数优选后，分类准确率能达到100%。结果表明：近红外光谱技术结合化学计量学方法可作为一种快速、无损、可靠的方法用于薏仁种类的鉴别，并为市场规范提供技术参考。
关键词薏仁；近红外光谱；支持向量机；学习向量量化神经网络；定性判别
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOI : 10. 3964 /j. issn. 1000-0593 (2014 )05-1259-05
学计量学方法开展了这方面的研究，以期为薏仁市场的规范提供技术参考
由于近红外光谱含有的大量数据信息是来源于分子振动
薏苡(Coix lachryma-jobi L.var.ma-yuen Stapf)为一年或多年生的草本植物，主产于亚洲国家，如中国、泰国、缅甸、韩国、日本等，在我国福建、贵州、辽宁、河北、江苏等省都有广泛种植"。其干燥成熟种仁称为薏仁，性甘、微寒、无毒。蔗仁所含油脂和蛋白质都高于一股的谷物，且油脂含有抗肿瘤2]、免疫调节3]等多种药理作用的成分，蛋白质中含有其他谷物缺少的赖氨酸、蛋氨酸等4，因此被誉为“世界禾本科植物之王”，在欧洲也被称为“生命健康之友”，被广泛用作药食两用资源，
薏仁所含营养价值会因不同品种而有差异，最直观的品种差异即颗粒的大小，其市场价格也有悬殊，一般小薏仁的市场价格高于大熹仁。现在人们对饮食健康的道求超过以往任何时代，对于薏仁的食用量也在逐年增加，出现各种的薏仁产晶，如意仁粉等产品。由于意仁形态的改变，人们很难通过肉眼辨识薏仁品种，一些投机商家则乘机以大充小来获取更多的利润，而自前国内外对于大小蔗仁的鉴别研究还处于空白，本工作借助近年来兴起的近红外光谱技术，结合化
收稿日期：2013-07-06，修订日期：2013-11-05
的倍频与合频，很难从光谱图中直接得出物质组成信息，必须依靠化学计量学方法。本研究采用了主成分分析、支持向量机7，8]和学习向量量化["神经网络三种方法分别进行薏仁品种的定性判别分析，取得了满意的结果。
实验部分 1
1.1仪器与试剂
ASE350加速溶剂萃取仪（美国ThermoFisher公司）： L-8900氨基酸分析仪（日本日立公司）；Kjeltec8200自动凯氏定氮仪（丹麦FOSS公司）：MPA傅里叶变换近红外光谱仪（德国Bruker公司），InGaAs检测器，使用积分球模式采样系统和样品旋转器采样附件，采用OPUS6.5光谱分析软件，MatlabR2009a(MathworkInc.）为数据处理软件。
丙酮（分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司），凯氏定氮催化剂（FOSS公司），氨基酸标准溶液（日本日立公司）；硫酸，盐酸，硼酸，甲基红，亚甲基蓝，乙醇，浓盐酸，苯酚，
基金项目：国家自然科学基金项目（21276154，31171642)和科技部农业科技成果转化资金项目(2011GB2C000008)资助作者简介：刘星，女，1986年生，上海交通大学农业与生物学院博士研究生
e-mail : liuxinglyg@126.com
*通讯联系人e-mail：zhengwuwang@sjtu.edu.cn