本發(fā)明涉及水果品質(zhì)檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種桑葚花青素含量的光譜檢測方法。

背景技術(shù)：

桑葚含有豐富的花青素?；ㄇ嗨鼐哂锌寡趸裕軌蚯宄w內(nèi)的自由基，具有提高免疫力、抗炎癥、抗癌等功效，有利于人體健康。因此花青素含量是桑葚品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

目前已有的花青素含量檢測方法主要為化學(xué)分析方法，如pH示差法、高效液相色譜法等。這些方法檢測的精確度較高，但是都需要粉碎樣品來提取其中的花青素再進(jìn)行檢測，檢測成本高，耗費(fèi)人力和時(shí)間，只適合少量抽檢，難以日常應(yīng)用到桑葚品質(zhì)檢測與品質(zhì)分級中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種桑葚花青素含量光譜檢測方法，實(shí)現(xiàn)了對桑葚鮮果的花青素含量快速無損檢測。

一種桑葚花青素含量的光譜檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、通過高光譜成像系統(tǒng)采集桑葚樣品的高光譜圖像；本發(fā)明取波長為920nm–1660nm的數(shù)據(jù)用于后續(xù)分析；

b、用化學(xué)分析方法測定桑葚樣品的花青素含量作為參考值；

c、提取所述桑葚高光譜圖像中特征波長的信息為輸入，以桑葚樣品的花青素含量參考值為輸出，建立多元線性回歸模型；

d、采集待測桑葚特征波長下的光譜圖像；

e、根據(jù)步驟d的特征波長下的光譜圖像，利用步驟c建立的多元線性回歸模型計(jì)算待測桑葚的花青素含量。

其中步驟c中的特征波長為985nm和1389nm。通過桑葚樣品建立的多元線性回歸模型如下：

Y＝6.6491-17.1623×X₉₈₅+19.5293×X₁₃₈₉

其中，Y為桑葚花青素含量(單位：mg/g)，以矢車菊素-3-葡萄糖苷為當(dāng)量；

X_n為高光譜圖像中桑葚的每個(gè)像素點(diǎn)在n nm下的反射比的平均值。

本發(fā)明桑葚花青素含量光譜檢測方法可以實(shí)現(xiàn)對桑葚鮮果的花青素含量的快速無損檢測。

附圖說明

圖1是桑葚花青素含量的光譜檢測方法的流程圖；

圖2是采集桑葚高光譜圖像的儀器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是桑葚樣品的平均光譜曲線圖；

圖4是桑葚花青素含量參考值與預(yù)測值的對比圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將桑葚花青素含量的光譜檢測方法詳細(xì)闡述如下：

(1)取花青素含量不同的新鮮桑葚40份。通過高光譜成像系統(tǒng)采集每份樣品的920nm-1660nm的高光譜圖像，具體步驟如下：

A、將桑葚置于移動(dòng)平臺上，調(diào)整光源正對桑葚；

B、通過計(jì)算機(jī)軟件操控移動(dòng)平臺進(jìn)行移動(dòng)，高光譜相機(jī)線掃描獲取整個(gè)桑葚的高光譜圖像。

(2)采用pH示差法獲取40份桑葚樣品的花青素含量參考值，具體操作步驟如下：

A、將每份桑葚樣品用液氮冰凍后粉碎；

B、準(zhǔn)確稱取0.40g樣品，用8ml提取液(體積比組成為：MeOH/H₂O/AcOH，425:75:2.5)在4℃下避光提取24小時(shí)。3000rpm離心10分鐘取上清液；

C、向1ml提取液中加入9ml氯化鉀緩沖液(0.025M,pH＝1.0)；向1ml提取液中加入9ml醋酸鈉緩沖液(0.4M,pH＝4.5)；

D、避光穩(wěn)定1小時(shí)后分別測定兩組緩沖溶液在510nm和700nm下的吸光度，根據(jù)如下公式計(jì)算每克桑葚鮮果的總花色苷含量(矢車菊花素-3-葡萄糖苷當(dāng)量)：

式中：A為吸光度，A＝(A_{510nm pH1.0}-A_{700nm pH1.0})-(A_{510nm pH4.5}-A_700nmpH4.5)；A_{510nm pH1.0}、A_{700nm pH1.0}、A_{510nm pH4.5}、A_{700nm pH4.5}分別為加入不同pH緩沖液后在不同波長下的吸光度。

ε為矢車菊花素-3-葡萄糖苷的消光系數(shù)，ε＝26,900L·mol^-1·cm^-1；

L為光程，L＝1cm；

MW為矢車菊花素-3-葡萄糖苷的分子量，MW＝449.2g·mol^-1；

DF為稀釋因子，DF＝10；

V為提取液體積，V＝0.008L；

W為桑葚樣品重量，W＝0.40g。

(3)采用matlab軟件編程，從步驟(1)中采集的桑葚樣品高光譜圖像中分別提取每個(gè)樣品的光譜反射比作為輸入，以步驟(2)中采用pH示差法得到的花青素含量參考值為輸出，采用連續(xù)投影算法(SPA)提取特征波長，參見圖3得到特征波長為985nm和1389nm。并建立多元線性回歸(MLR)模型，模型為：

Y＝6.6491-17.1623×X₉₈₅+19.5293×X₁₃₈₉

其中，Y為桑葚花青素含量(單位：mg/g)，以矢車菊素-3-葡萄糖苷為當(dāng)量；

X_n為高光譜圖像中桑葚的每個(gè)像素點(diǎn)在n nm下的光譜反射比的平均值。

(4)取20份待測桑葚，通過高光譜成像系統(tǒng)采集高光譜圖像，提取特征波長的光譜數(shù)據(jù)，根據(jù)步驟(3)的模型計(jì)算得出花青素含量預(yù)測值。

為了驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性，利用步驟(2)的方法測定待測桑葚花青素含量參考值，與模型預(yù)測花青素含量進(jìn)行比較，結(jié)果見表1和圖4。統(tǒng)計(jì)分析顯示預(yù)測模型的決定系數(shù)(r²)為0.9383，預(yù)測值的均方根誤差(RMSEP)為0.1527mg/g。

表1待測桑葚的花青素預(yù)測值與參考值

可以看出本發(fā)明多元線性回歸模型具有較好的預(yù)測效果，能夠有效區(qū)分待測桑葚的花青素含量高低，從而進(jìn)行品質(zhì)檢測與分級。