分析与检测
20 1 6 年第 42 卷第 1 期（ 总第 337 期）
1 95
:
近红外光谱技术结合遗传算法用于苹果醋总酸定量分析
李子文
，
，熊雅婷
，张海红
*
，李宗朋
，王健
，冯斯雯
，熊贤平
，
，尹建军
（ 宁夏大学农学院食品科学系,宁夏 银川,）（ 中国食品发酵工业研究院,北京,）
（ 天地壹号饮料股份有限公司,广东 江门,）（ 华南理工大学 轻工与食品学院,广东 广州,）
摘要利用近红外光谱法对苹果醋中的总酸含量进行 定 量分 析，通 过 法 建立 苹果 醋 总酸 定 量 分 析 模 型，
同时采用间隔偏最小二乘法（ ） 后 向 间隔 偏 最 小 二 乘 法 （ ） 和 组 合间 隔 偏 最 小 二 乘 法 （ ） 以 及 遗
传偏最小二乘法（ ） 对整个谱区进行光谱 特征 波 段 筛 选。 用 决 定 系 数 （ R
） 校 正 标 准偏 差 （ ） 预
测标准偏差（ ） 以及最佳主因子数对模型进行评价，确定 最佳 建 模方 法。 结果 表明：进行 特 征波 段筛 选 能
够对模型起到优化作用，并 提 高 模 型 运 算 速 度 ，其中 及 优化效果最为明显，在极大 减少 苹 果
醋总酸建模变量的同时，模型的 R
分别达到 和 ， 分 别为 和 ，有 效 地 提 高 了 模 型
的稳定性与准确度，表明了遗传算法在果醋品质分析方面的巨大潜力。
关键词苹果醋；近红外光谱技术；定量分析；波段筛选；
遗传算法
第一作者:硕 士 研 究 生 （ 张 海 红 教 授 为 通 讯 作 者, :
） 。
收稿日期: ,改回日期:
苹果醋是苹果深加工的一个重要方向,它是以苹
果、苹果汁等为原料,经酒精发酵、醋酸发酵酿制而成
的一种营养丰富、风味优良的酸性保健调味品。 因其
用途广泛、功效卓越,已经成 为 果 醋家族 中 的 重 要一
员
[]
。 但是,目前果醋市 场 较为混 乱,一 些不法 商 家
使用所谓的“ 三精一水” （ 香精、糖精、醋精 ） 勾 兑来进
行果醋生产,严重影 响 了果 醋 行 业 的良性 发 展,长期
饮用还会对消费者的健 康 造 成危害。 苹 果醋品 质 与
其内部理化指标密切相关,其中总酸含量是衡量苹果
醋品质的重要指标之一。 目前,国家标准所规定的测
量方法为化学滴定法,整 个 检测过 程 复 杂 耗时,且 对
检测人员的技术水平要求较高,不能满足苹果醋品质
快速检测的要求。
近红外光谱分析 技术作 为 一 种 快速无 损 的 检测
技术,具有无需样品前处理,分析效率高,操作简单等
优点
[]
,近年 来 在 食 醋 果 醋 安 全 检 测 等 方 面 得 到 了
广泛应用:郝 勇 等
[]
采 用 近 红 外 光 谱 分 析 技 术 对 食
醋中的总酸和还原糖进行快速定量分析,为食醋品质
的检测提供了技术 支 持。 黄 晓玮等
[]
利用 不 同 偏 最
小二乘法对食醋中总酸含量进行了快速检测,且比较
了各算法对模型建 立 的影 响。 王莉 等
[]
应用 最 小 二
乘支持向量机分析方法建立 了 果 醋 糖度快 速 检 测 模
型。 以上研究均表明了近红外光谱技术在食醋、果醋
品质控制,成分分析 中 的巨 大 潜 力,但目 前 对 于 苹果
醋总酸指标的近红外分析研究仍较少,且未对模型进
行深入优化。
本文拟对苹果 醋 中 的 重要 品 质 指 标———总 酸 进
行快速无损分析,采 用 间隔偏最 小 二 乘法 （ ） 、后
向间隔偏最 小 二 乘 法 （ ） 和 组 合 间 隔 偏 最 小 二
乘法（ ）,以及遗传偏最小二乘法（ ） 对整
个谱区进行光谱波段筛 选。 比较 分 析 各 种光谱 波 段
筛选方法对苹果醋总酸预测模型的影响,降低模型的
复杂程度,提高模型精度及运算速度。
材料与方法
1.1 仪器设备
实验 使 用 傅 里 叶 变 换 近 红 外 光 谱 仪
（ 北 京 中 安 信 达 科 技 有 限 公 司 ） 。 光 谱 仪 光 源 为 卤
钨 灯 ,检 测 器 为 温 控 ,配 有 固 体 测 量 池 及 透
反 射 盖 。 光 谱 范 围 为
,分 辨 率
为
,扫 描 次 数 为 次； 利 用 配 套 软 件
采 集 苹 果 醋 样 品 的 近 红 外 光 谱 信
息 。
1.2 材料
本试 验 所 用 苹 果 醋 样 品 共 个,由 广 东 天 地
壹号饮料 有 限 公 司 提 供,采 用 透 反 射 方 式 扫 描 采 集
苹果醋的 近 红 外 光 谱 ,标 准 正 态 变 量 变 换 （ ） 方
法 对 光 谱 进 行 预 处 理 。 苹 果 醋 总 酸 值 根 据
—《 食品 中 总 酸 的 测 定 》 , 采 用 酸
碱滴定法 测 定 。
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