近紅外高光譜相機(jī)是一種通過將拍攝對(duì)象的近紅外反射光譜進(jìn)行分析，來獲得物質(zhì)成分信息的技術(shù)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，近紅外高光譜相機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于植物品種鑒定、成分分析等方面。
1. 測(cè)定花生種子中油酸和亞油酸含量
通過將近紅外高光譜相機(jī)對(duì)花生種子進(jìn)行掃描，可以得到其近紅外光譜圖。通過對(duì)這些光譜圖進(jìn)行分析，可以建立油酸和亞油酸含量與近紅外光譜圖之間的定量關(guān)系模型。對(duì)新鮮的花生種子進(jìn)行近紅外光譜掃描，通過這個(gè)模型來計(jì)算出花生種子中油酸和亞油酸的含量。這種方法具有快速、準(zhǔn)確、無創(chuàng)、不破壞的特點(diǎn)，可以在種子生長(zhǎng)和收獲過程中進(jìn)行花生種子的質(zhì)量檢測(cè)。
2.測(cè)定花生油中油酸和亞油酸含量
近紅外高光譜相機(jī)也可以用于測(cè)定花生油中油酸和亞油酸的含量。通過對(duì)不同質(zhì)量的花生油進(jìn)行近紅外光譜掃描，可以獲取其近紅外光譜圖，并建立含量與光譜圖之間的關(guān)系模型。在生產(chǎn)過程中，只需要將需要測(cè)定的花生油樣品放入測(cè)定儀器中進(jìn)行掃描，就可以通過模型計(jì)算出油酸和亞油酸的含量。這種方法不僅準(zhǔn)確，而且非常適合工業(yè)化生產(chǎn)，可以用于檢測(cè)花生油的質(zhì)量和成分，并對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
? ? ? ?本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用廣州保來發(fā)儀器有限公司產(chǎn)品SP130M近紅外高光譜相機(jī)進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm，波長(zhǎng)分辨率優(yōu)于2.5nm，可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區(qū)域波段選擇）。
? ? ? ?本研究的目的在于測(cè)定不同品種花生仁和花生油中油酸和亞油酸的含量。食用油的營(yíng)養(yǎng)很大程度上取決于脂肪酸的含量，而在不同植物品種的油中脂肪酸的含量差別很大?；ㄉ褪且环N很好的油酸和亞油酸的來源，通常被稱為“經(jīng)濟(jì)型”橄欖油。近年來，花生已廣泛種植于世界大多數(shù)熱帶和亞熱帶地區(qū)的國(guó)家，其中中國(guó)花生產(chǎn)量最大?；ㄉ诓煌念I(lǐng)域，包括健康、食品、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都是非常重要的。花生是高營(yíng)養(yǎng)的食物，它的消費(fèi)量一直與降低患冠心病風(fēng)險(xiǎn)水平有直接的關(guān)系?；ㄉ臓I(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要?dú)w因于高含量的不飽和脂肪酸，比如油酸(o9)和亞油酸(o6)。不飽和脂肪酸的存在可以提高血液中高密度脂蛋白、降低低密度脂蛋白(省質(zhì)膽固醇)的水平，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防疾病(心臟病、糖尿病和癌癥)、調(diào)節(jié)體重、降低血糖、血壓的作用。
? ? ? ?研究表明光譜檢測(cè)技術(shù)可以實(shí)時(shí)測(cè)定食品中的組分(如油酸、亞油酸)，采用該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測(cè)食品質(zhì)量安全并建立控制體系，這滿足了消費(fèi)者對(duì)食品健康品質(zhì)的日益關(guān)注。采用適宜、高效的光譜技術(shù)需要考慮不同技術(shù)的差異性。例如，在花生仁檢測(cè)中，與 NIR 方法相比，高光譜成像呈現(xiàn)出更多的信息。由于高光譜成像能夠獲得光譜和空間數(shù)據(jù)，采用少量的檢測(cè)樣品能夠預(yù)測(cè)油酸和亞油酸的含量，油酸和亞油酸含量分別為18.8~20.2mg/100g和15~18mg/100g。傳統(tǒng)的近紅外光譜(NIRS)不能提供食品組分(油酸和亞油酸的脂肪酸)空間信息，而高光譜成像可以檢測(cè)組分的三維信息，從而得到全面結(jié)果。此外，研究結(jié)果表明三種光譜技術(shù)在最適波長(zhǎng)檢測(cè)同一脂肪酸含量相關(guān)性較差。
近紅外高光譜相機(jī)作為一種無創(chuàng)、可靠的分析技術(shù)，未來有望在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。
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