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一種大米產(chǎn)地溯源方法及其應(yīng)用

文檔序號:9303388閱讀:549來源:國知局
一種大米產(chǎn)地溯源方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大米產(chǎn)地溯源方法及其應(yīng)用,屬于農(nóng)產(chǎn)品安全與檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于種種食品安全問題的出現(xiàn),食品安全成為人們最為關(guān)注的問題之一。民以食 為天,食以安為先,食品的安全性與人們的健康是息息相關(guān)的。目前,消費(fèi)者在購買食品的 同時也開始關(guān)注了食品的產(chǎn)地溯源信息。所以為了保障食品安全,增加消費(fèi)者的信心,確保 從"農(nóng)田"到"餐桌"的食品安全,各國開始施行食品可追溯性技術(shù)。
[0003] 食品可追溯性技術(shù)是指食品在從原料、加工、制成成品、銷售過程中,可追溯食品 原產(chǎn)地等信息的能力。食品產(chǎn)地溯源技術(shù)是其重要的內(nèi)容之一,它是用來保護(hù)區(qū)域性產(chǎn)品 和產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段,也保護(hù)了消費(fèi)者的利益,防止敲詐欺騙,維持市場的公平競爭,減 少不必要的損失。我國對食品產(chǎn)地溯源技術(shù)的研究起步較晚,目前的研究大多處于探索性 階段。
[0004] 水稻是我國餐桌上的主要主食作物之一,由于不同地域種植水稻的品種不同,水 稻一般可以分為秈稻和粳稻、早稻和中晚稻、糯稻和非糯稻。將粳稻脫殼、碾磨后成粳米,粳 米又被稱為大米。其味甘淡,其性平和,每日食用可益脾胃,除煩渴。黑龍江位于中國最北 端,中國最北的水稻種植區(qū),主要種植粳稻,是中國粳稻的主產(chǎn)區(qū)。黑龍江是屬于溫帶大陸 性氣候,早晚溫差大,日照時間長,東部與南部多平原。由于地勢和氣候的緣故,加上省內(nèi)多 條河流進(jìn)行天然灌溉,種植出的米粒半透明或半透明,色澤青白有光澤,芳香四溢、口感微 甜,冷卻后能保持良好的口感,不回生,受到越來越多的消費(fèi)者關(guān)注,并且在我國北方地區(qū) 占有很大的市場。目前江蘇、浙江一帶對黑龍江大米的需求量也在逐年遞增,尤其五常大米 的售價(jià)更是高出其他地域產(chǎn)的大米的幾倍甚至十幾倍。因此很多不法商販將眼光投向黑龍 江大米的造假中,對一些陳年大米進(jìn)行再次拋光,再直接或者摻入少部分真正的黑龍江大 米后賣給消費(fèi)者,目前消費(fèi)者區(qū)分真假大米的方法僅僅是靠外觀、氣味上來區(qū)分真假黑龍 江大米,這種方法很容易給不法商販留下欺騙消費(fèi)者的機(jī)會,于是市場上就造假的五常大 米,這種行為破壞了市場經(jīng)濟(jì)平衡,損害了消費(fèi)者的健康和利益,也讓消費(fèi)者很難在放心購 買食品。
[0005] 目前,雖然已有利用近紅外技術(shù)追酒類、肉類等食品產(chǎn)地的報(bào)道,但是尚沒有一種 利用近紅外技術(shù)追溯大米產(chǎn)地的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述問題,本發(fā)明提供了一種大米產(chǎn)地溯源方法,所采取的技術(shù)方案如 下:
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種大米產(chǎn)地溯源方法,該方法是將稻谷或精米經(jīng)過預(yù)處 理制成米粉,利用近紅外光譜儀采集光譜圖像,將光譜圖像經(jīng)過預(yù)處理后,建立大米產(chǎn)地 近紅外光譜特征數(shù)學(xué)模型,校正數(shù)學(xué)模型后,通過數(shù)學(xué)模型鑒別大米的產(chǎn)地。
[0008] 所述方法的步驟如下:
[0009] 1)原料的預(yù)處理:將精米或被制成精米的稻谷粉碎過篩后制成米粉,獲得預(yù)處理 樣品,并將樣品分為樣品集和驗(yàn)證集;
[0010] 2)光譜圖像的采集:利用近紅外光譜儀采集步驟1)所得的預(yù)處理樣品的原始近 紅外光譜圖像;
[0011] 3)光譜圖像的預(yù)處理:對步驟2)所得原始近紅外光譜圖像進(jìn)行預(yù)處理,獲得預(yù)處 理近紅外光譜圖像;
[0012] 4)建立并校正模型:利用步驟3)所得的預(yù)處理的樣品集的近紅外光譜圖像建立 初步數(shù)學(xué)模型,并利用驗(yàn)證集樣品對所得模型進(jìn)行驗(yàn)證和校正,獲得數(shù)學(xué)模型;
[0013] 5)待測樣品檢測:利用步驟4)所得數(shù)學(xué)模型鑒定待測樣品產(chǎn)地。
[0014] 優(yōu)選地,所述預(yù)處理樣品,稻谷的預(yù)處理是將稻谷晾干后,除去雜物后,經(jīng)過礱谷 和碾米后制成精米,再利用旋風(fēng)式磨粉機(jī)粉碎,過60目篩后獲得預(yù)處理產(chǎn)物;精米的預(yù)處 理是利用旋風(fēng)式磨粉機(jī)粉碎,過60目篩后獲得預(yù)處理產(chǎn)物;所述稻谷或精米,來源于齊齊 哈爾市、雙鴨山市、牡丹江市、五常市和佳木斯市。
[0015] 優(yōu)選地,所述光譜圖像的采集,掃描波長范圍為950-1650nm,掃描3次,分辨率為 5nm〇
[0016] 所述光譜圖像的預(yù)處理,是利用積分法、平滑處理、差譜法、求導(dǎo)、多元散射校正、 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換、矢量歸一化處理或小波變換中的一種或幾種處理光譜圖像。
[0017] 優(yōu)選地,所述建立模型,是通過Fisher判別法或PLS-DA法建立。
[0018] 所述方法是通過Fisher判別法建立的模型為:
[0019] F1 = 1. 923PC1-1. 254PC2+0. 978PC3-2. 934
[0020] F2 = -1. 526PC1+1. 023PC2+0. 953PC3-2. 720
[0021] F3 = 0? 966PC1+1. 102PC2-0. 887PC3-2. 341
[0022] F4 = 1. 743PC1-1. 116PC2-0. 841PC3-2. 355
[0023] F5 = -1. 169PC1+0. 943PC2-0. 793PC3-2. 278
[0024] 其中,F(xiàn)1為齊齊哈爾市大米的模型,F(xiàn)2為雙鴨山市大米的模型,F(xiàn)3為牡丹江市大 米的模型,F(xiàn)4為五常市大米的模型,F(xiàn)5為佳木斯市大米的模型;PCI、PC2和PC3分比為第 一、第二和第三主成分。
[0025] 所述方法的具體步驟如下:
[0026] 1)原料的預(yù)處理:將直接從稻田獲得的稻谷晾干后,去除雜質(zhì),再經(jīng)過礱谷和碾 米后制成精米,再利用旋風(fēng)式磨粉機(jī)將精米粉碎后,過60目篩,獲得預(yù)處理樣品,再將預(yù) 處理樣品分為樣品集和驗(yàn)證集;
[0027] 2)光譜圖像的采集:利用近紅外光譜儀掃描步驟1)所得預(yù)處理樣品,掃描波長范 圍為950nm-1650nm,掃描3次,分辨率為5nm,掃描后獲得預(yù)處理樣品的原始近紅外光譜圖 像;
[0028] 3)光譜圖像的預(yù)處理:通過9點(diǎn)二階求導(dǎo)結(jié)合7點(diǎn)平滑的方法對步驟2)所得原 始近紅外光譜圖像進(jìn)行預(yù)處理,獲得預(yù)處理近紅外光譜圖像;
[0029] 4)建立并驗(yàn)證模型:利用步驟3)所得的預(yù)處理的樣品集的近紅外光譜圖像,通過 Fisher法建立數(shù)學(xué)模型,利用驗(yàn)證集樣品對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證和校正,獲得大米產(chǎn)地判別 模型,該模型為:
[0030] F1 = 1. 923PC1-1. 254PC2+0. 978PC3-2. 934
[0031] F2 = -1. 526PC1+1. 023PC2+0. 953PC3-2. 720
[0032] F3 = 0? 966PC1+1. 102PC2-0. 887PC3-2. 341
[0033] F4 = 1. 743PC1-1. 116PC2-0. 841PC3-2. 355
[0034] F5 = -1. 169PC1+0. 943PC2-0. 793PC3-2. 278
[0035] 其中,F(xiàn)1為齊齊哈爾市大米的模型,F(xiàn)2為雙鴨山市大米的模型,F(xiàn)3為牡丹江市大 米的模型,F(xiàn)4為五常市大米的模型,F(xiàn)5為佳木斯市大米的模型;PCI、PC2和PC3分比為第 一、第二和第三主成分;
[0036] 5)利用步驟4)所得大米產(chǎn)地判別模型鑒別待測大米樣品的產(chǎn)地。
[0037] 所述任一方法用于鑒別大米或米粉的源產(chǎn)地。
[0038] 本發(fā)明所提供的方法具有以下有益效果:
[0039] 1.原料預(yù)處理簡單,檢測成本低。對于一般市場上銷售的成品精米,僅需磨碎過 篩,原料的預(yù)處理十分簡單,并且每次檢測無需額外試劑,檢測成本很低。
[0040] 2.方法操作簡便,檢測速度快。近紅外掃描操作簡便,不需專門的訓(xùn)練就可以進(jìn)行 操作。近紅外光譜儀可在不到lmin內(nèi)完成樣品的測量,大大提高了樣品的測量速度。在建 立好數(shù)學(xué)模型后,能夠在短時間內(nèi)測定大量樣品,適用于產(chǎn)品的快速檢測。
[0041] 3.樣品的重現(xiàn)性好。由于本發(fā)明將樣品進(jìn)行粉碎過篩處理,使得樣品更加均勻,避 免了樣品原料粒度不等對檢測效
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