基于红外_近红外光谱技术快速检测椰子粉制品品质的研究

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1、？－＜学校代码：１１６５８学号：２０１５２０７０３０００４分类号：Ｏ６２９密级：无ＨＡＩＮＡＮＮＯＲＭＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文基于红外／近红外光谱技术快速检测椰子粉制品品质的研究作者姓名张晓青学科专业Ｖ化学研究方向有机分析指导教师刘红教授申请学位类别理学硕士提交日期二零一八年四月RapidDetectionofCoconutPowderProductsQualityBasedonInfrared/NearInfraredSpectroscopyADissertationSubmittedfortheDegreeof

2、MasterCandidate：ZHANGXiaoqingSupervisor：Prof.LIUHongHainanNormalUniversityHaikou,China摘要椰子(植物属名CocosnuciferaL.)是海南重要的热带经济作物。椰子果实营养丰富,药用价值较高。为方便运输和储存，椰肉经打浆、喷雾干燥制成椰子原粉，椰子原粉可用于烘焙食品，也可与糖粉、水果原粉复配制成不同口味的椰子粉产品。红外光谱和近红外光谱可以快速检测椰子原粉的氧化值、还原糖含量和脂肪等营养成分以及掺假糖类含量，本文基于红外光谱研究低温和加热处理后的椰子原粉的氧化指标的变化趋势；利用近红外光谱法分析

3、市售椰子粉中还原糖含量和脂肪的变化；结合近红外光谱法和红外光谱用于椰子原粉中掺假的检测以及菠萝椰子、芒果椰子混合果粉中的营养成分的快速检测，为椰子粉中各项指标的快速无损检测提供了重要的参考和依据。主要的研究结果如下：1.将椰子粉在不同的温度(-20~200℃)下分别放置1h后导致其脂肪氧化，经由乙醚萃取后，蒸馏得到不同氧化程度的椰子油，根据椰子油的红外光谱特征快速检测椰子油的氧化指标。利用偏最小二乘法（PLS）分别对椰子油的红外光谱数据与化学方法测定的椰子油的酸值、碘值、过氧化物值进行建模、交叉验证和预测。结果显示：酸值、碘值、过氧化物值的交叉验证模型相关系数（R）分别为0.69、

4、0.86、0.95，预测模型的相关系数R分别为0.60、0.88、0.93。且椰子油过氧化物值的预测值和实测值更接近，模型更好，表明红外光谱法快速测定椰子油中过氧化物值是更可行的。2.将三种椰子粉在不同温度中处理不同时间后对其脂肪含量和还原糖含量进行了测定，并采集了所有样品的近红外光谱数据。运用三种不同的数据预处理方法分别处理光谱数据，比较建模的结果，实现了对快速检测椰子粉中脂肪含量和还原糖含量的近红外模型的优选。结果表明：测定脂肪含量时，经过多元散射校正（multiplescatteringcorrection，MSC）处理的光谱值建立的模型较优，预测结果良好；测定还原糖含量时，

5、经过标准正态变换（standardnormalvariate，SNV）处理的光谱值建立的模型较优，预测结果良好。由此表明，近红外光谱技术可以实现对椰子粉中脂肪含量和还原糖含量快速、无损检测，且可以通过使用适当的光谱预处理方法实现模型优化。3.将椰子原粉作为试验原料，向其中分别添加不等量的葡萄糖和蔗糖，从而得到葡萄糖和蔗糖含量从2.5%~80%的不同含糖量梯度的椰子粉样品。分别运用红外光谱技术和近红外光谱技术，结合化学计量学，利用偏最小二乘法（PLS）建立了椰子粉中掺入葡萄糖和蔗糖的含糖量分析模型，并且进行校正、交叉验证和预测。由试验得出：椰子I粉中蔗糖含量的红外和近红外模型的校正、

6、交叉验证、预测的决定系数分别为0.87、0.85、0.84和0.98、0.98、0.98。椰子粉中葡萄糖含量的红外和近红外模型的校正、交叉验证、预测的决定系数分别为0.87、0.85、0.87和0.95、0.95、0.95，说明用这两种光谱数据所建立的预测葡萄糖和蔗糖含量的模型良好。由此可得出结论：运用近红外光谱和红外光谱均可以实现对椰子粉中葡萄糖和蔗糖含量的预测。尤其是利用近红外光谱数据建立的葡萄糖和蔗糖含量预测模型更优，能更准确的预测出椰子粉中掺入葡萄糖和蔗糖的量。4.以菠萝原粉、芒果原粉和椰子原粉为原料，配制比例不同的菠萝椰子混合果粉和芒果椰子混合果粉，测定其营养成分。采用偏

7、最小二乘法建立近红外和红外光谱数据与菠萝椰子混合果粉和芒果椰子混合果粉中营养成分含量的模型。利用近红外光谱数据建立的两种混合果粉中总糖、蛋白质、总酸、灰分含量的模型校正、交叉验证、预测的决定系数都大于0.95；利用红外光谱数据建立的两种混合果粉中总糖、蛋白质、总酸、灰分含量的模型校正、交叉验证、预测的决定系数都大于0.80，且近红外和红外光谱所建模型的校正、交叉验证、预测的均方根误差都小于0.2。结果表明：近红外光谱技术和红外光谱技术用于菠萝椰子混合果粉和芒果椰子混合