鲜烟叶中质体色素的近红外分析研究

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烟叶成分分析资料

1、近红外光谱分析技术原理近红外(Near Infrared，NIR)光是指波长介于可见光(VIS)与中红外(MIR)区之间的电磁波，波长约为780～2526 nm。

分子在近红外区的吸收主要是一些能量较近的电子和分子振动状态间的跃迁。

近红外区由于频率较高，因此分子对其吸收主要是分子振动的倍频吸收与合频吸收。

有机物质分子中C―H、N―H、O―H、S―H、P―H 等含氢基团振动频率的倍频与合频吸收正好落在近红外区，由于这些含氢基团的吸收频率特性在近红外区域特别强，且比较稳定，所以近红外技术比较适合分析天然产物中与这些基团有直接或间接关系的相关成分，烟草中的有机成分糖，钾、氯、总植物碱和总氮等都包含了这些基团，所以近红外技术可用作烟草中有机化学成分的含量分析。

当检测光源投向烟草粉末时，将在其表面和内部产生漫反射，经检测器自动记录下该烟草样品的近红外漫反射光谱。

光谱经过与事先建立的数学模型对照，即可测定出烟草中各种化学成分含量。

当烟草样品受到频率连续变化的近红外光照射时，将在其表面和内部产生漫反射。

由于分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应于这些吸收区域的反射光强度减弱。

记录近红外光的漫反射光的强度与波数或波长关系曲线，就得到近红外光谱。

通过化学计量学软件，获取化学成分含量与近红外光谱曲线之间的关系，建立起相应的关系模型。

根据该模型，即可从近红外光谱来预测同类型烟叶的化学成分含量。

2、烟草中总糖含量与其近红外光谱呈非线性相关陈达等结合了偏最小二乘法(PLS)和人工神经网络(ANN)，建立了一种由线性和非线性两部分组成的近红外光谱分析模型，利用该模型对20个不同品牌的烤烟中总糖含量作了预测分析，结果表明，预测准确度比单纯地线性算法和非线性算法准确度都高。

3、烟叶的品质或品性与其所含有的各种化学成分直接相关如烟碱又称尼古丁(Nicotine)，是烟草中特有的一种生物碱，也是人们喜欢吸食烟草并且上瘾的主要因素。

近红外定量分析青烟叶中K、Ca、Mg含量的研究

近红外（ｅｒｎａｅ，ＮＲ光谱技术是一种使用ＮａｒｒｉｆｄＩ）简单方便、分析快速、不破坏样品的新型分析技术。它
可同时测定样品的多种化学成分和物理参数，析结分
２０ｍ或１８０～４０ｍ）电磁波。ＮＲ区域的５０ｎ２２００ｃ的Ｉ主要光谱信息来源于ＣＨ、．ＯＨ等含氢基团倍频．ＮＨ、．与合频的吸收。绝大多数的化学和生物化学样品在ＮＲ区域均有相应的吸收带，过这些吸收信息即可Ｉ通以对样品进行定量或定性分析。近红外定量分析时，
维普资讯
付秋娟等近红外定量分析青烟叶中Ｋ、ａＭ含量的研究ｃ、ｇ
１７
近红外定量分析青烟叶中Ｋ、ａＭｇ量的研究Ｃ、含
付秋娟王树声窦玉青刘光亮
（国农业科学院烟草研究所中青岛２６０）６１１
ｕｉｇｐｒｉｅｓｑａｅａｌａｉｕｅｒｆｃａｃｐｃｒｓｏｙ．ＲｅｕｔｈｗｅｈｔＮＩｃｕｄｂｐｌｄｔｄｎｉｈｓｎａｔａｌａｔｓｕｒｗｅｌｓｄｆｓｅｅｔｅｓｅｔｃｐｌｓｌｎｏｓｌｓｏｄｔａＲｏｌｅａｐｉｏｉｅｔｙｔｅｓｅｆｃｎｅｔｏｈｂｖｏｏｅｔｎｆｅｈｔｂｃｏｌａ．ｏｔｎｆｔｅａｏｅ３ｃｍｐｎｎｓｉｒｓｏａｃｅｆＫｅｒｓ：ＮＩ；ｆｅｈｔｂｃｏｌａ；ｃｅｃｏｏｅｔｙｗｏｄＲｒｓｏａｃｅｆｈｍａｃｍｐｎｎｓｉｌ

烟草烟叶近红外化学成分分析仪的实际应用

烟草烟叶近红外化学成分分析仪的实际应用烟叶的化学成份，包含总糖、钾、尼古丁、氢、氯、碱等。

在烟草生产流程中，烟叶中的化学成分的含量是决定卷烟口感、品质的标准指标。

为了让卷烟的品质口感达到平均一致的品质，需要对烟叶中的化学成分进行在线测量。

德国MOSYE公司研制的MS-540系列近红外化学成分分析仪，一款高端非接触多谱频近红外成分分析仪。

这款成分分析仪采用最新的多频谱近红外技术和独特的专利算法，结合神经网络数据模型实现在线多组分成分分析。

这是一款全光谱近红外分析仪表，可以测量绝大多数物料中各种微量化学成分。

可同时测量烟叶中的四种组份，可分别测量烟叶中的几十种组分，如：烟叶中的钾、烟碱、尼古丁、总糖、丙二醇等，特别适合在卷烟生产工艺中烟叶化学成分的测量。

工作原理：MS-540近红外化学成分分析仪的LED阵列光源照射在被测产品表面，被测产品中的各种成分都会吸收一部分近红外光线，不同的成分，其对近红外光谱的吸收特性是不同的。

这部分被吸收的光称为吸收频谱，该频谱和成分含量具有线性关系。

所以我们可以计算产品中的各种成分。

MS- 540系统测量解决方案的组成：1、全光谱光源，由四组大功率阵列式LED光源组成；2、光导纤维线；3、全光光谱分析仪；4、主机。

产品优势：1、采用独特的算法、能同时测量4-7个化学组份。

而且每个组分的参数的数据模型相互独立。

精度高达0.05%2、物料的颜色不影响数据的测量,周边微光环境不影响成分的测量.3 、配置多种数据输出模式，模拟量输出、数字量输出等。

4、整机无可动部件、无磨损件、无需要维护。

5、防护等级达IP65，和室内外无恒温湿环境下可靠运行。

6、安装灵活,可多种方式安装。

适用于在线检测环境。

7、德国安全标准、微波对人体无损害、整机原装德国进口。

品质保证。

技术参数：1、精度：0.05%2、可同时测量四到七种组份，可分别测量几十种组份3、电源要求：85 –270 VAC4 、输出信号：4-20mA或1V－5V,RS485或RS2325 、环境温度：-20°C 到+50°C6、防护等级：IP67。

烟草中三种主要成分的近红外光谱分析与化学分析方法比较

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讨论 ! " 正确设计定标样品是保证 0 ’ 6 ? 法准确可靠的重要条件 $ 如果定标样品不能很好地代表实测对象 # 即使实验室化学分析法分析得再准确 # 0 6 ? 也不能准确估测$在选取样品时# 作者按样品各成分的常态分布规律有意识地进行了梯度设计 $ ! " 如0 应保证标样分布的全 ! 6 ? 法用于大批样品的测定 # 面性和代表性 $ 对此作者有意识地另外选择了总植物碱含量在 )D !&D 的样品进行 0 均为少见样品 # 6 ? 测定 # 0 6 ? 法测得值则出现了较大误差 # 估计是本实验的定标样品在这个范围内不具代表性 # 有待改善 $ 为谨慎起见 # 在用 0 6 ? 法分析某个烟叶区当年的新样时 # 应有意识地用化学分析方法按梯度抽查# 并对含量范围两端的测得值用化学分析方法复测 # 以确保数据的准确性 $ +’ ! " 样品粒径大小和均匀度与光散射有关 & $较大的样品 + 粒径不但影响装样的均匀程度 # 而且影响较大的界面出现光的漫反射 # 进而影响测值精度 # 因而样品制备在用 0 6 ? 法测定时至关重要 $ 考文献"

烟草中质体色素研究进展

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（ＹｎａｅｓｅｄＴｂｃｏＴｃｎｌｇＧｏｐｏｔ．Ｋｎｎ５１６，ｈｎ；１ｕｎｎＲａｃｎｏａｃｅｈｏｙ（ｒｕ）Ｃ．Ｌｄ。ｕｍｉｇ６００Ｃｉａｏ
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ＹａｇＳｉａＸｕＪｃｎｈｎＪｐｎｇｎｈｈｕ，ｉａｇ，Ｓｅｇ｜ｌ２，ＺｏｅｕＹｕ。ＷａｎｇＢａｘｎＤｉｏｔｇｎｇＺｈｏｇａｎｔｏ
烟草所含的色素可依据不同色素的颜色、性质和对烟草品质的影响，为三大类：色素、分绿黄色素和黑色素。绿色素主要是叶绿素（ｈｏｏＣｌｒ— ｐｙ）黄色素主要是胡萝卜素（ａｏｎ）叶黄ｈＵ；Ｃｒｔｅ和ｅ素（ｕｉ）统称类胡萝卜素；色素主要是多酚Ｌｔｎ，ｅ黑
摘
要：简要介绍烟草不同时期质体色素的分布及变化研究现状，综述了烟草质体色素的分析方法及对烟 Байду номын сангаас
草品质影响的研究进展，展望了烟草质体色素研究在烟草品控中的应用。
关键词：烟草；质体色素；素；胡萝卜叶绿类素

近红外光谱技术分析烟草的化学成分

近红外光谱技术分析烟草的化学成分摘要应用近红外光谱仪对制丝线烟丝的定量的快速分析，能够快速评价烟草等质量状况，该方法不需要对烟丝进行处理，实现对的烟丝快速的检测，提供大量的数据，免去实验室人员复杂操作，可对烟草企业的效益具有非常重要的意义。

主题词近红外光谱；烟草化学成分；偏最小二乘法（PLS）引言近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团C一H!O一H!_N一H!S一H!P一H等振动的倍频和合频吸收[1-2]。

不同基团(如甲基，亚甲基，苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别。

所以近红外光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成性质测量。

习惯上将近红外区划分为近红外短波(780一1100nm)和近红外长波(1100一2526nm)两个区域。

物质的红外光谱包含了组成与结构的信息，而性质参数(如油品的相对密度，馏程和闪点等)也与其组成、结构相关，因此在样品的近红外光谱和其性质参数间也必然存在着内在的联系。

使用化学计量学这种数学方对其两者进行关联，可确立这两者间的定量或定性关系，即校正模型。

建立模型后，只要测量未知样品的近红外光谱，再通过软件自动对模型库进行检索，选择正确模型，根据校正模型和样品的近红外光谱就可以预测样品的性质参数。

所以，整个近红外光谱分析方法包括了校正和预测两个过程。

1.实验部分1.1仪器条件：近红外光谱仪，主要部件包括：仪器主机、电源适配器、集成显示器。

仪器所用检测器为InGaAs，光谱采集软件，建模软件。

实验所用的参数设置为：波长范围：680～2500nm；波长增量：1.0nm；扫描次数：24次。

1.2光谱采集以漫反射方式采集烟丝的光谱数据。

采集样品，将均匀的烟丝样品装进样品杯中，采用顶窗旋转的方式进行漫反射检测。

所有样品全部来自烟草制丝线上，共计取样90个样品，取样时间间隔为15分钟。

近红外光谱检测技术在烟草分析中的应用及发展趋势

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＴｒｅｎｄｏｆＮｅａｒＩｎｆｒａｒｅｄＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｉｎ
ＴｏｂａｃｃｏＡｎａｌｙｓｉｓ
ＬＩＲｕｉ — ｌｉ一，ＺＨＡＮＧＢａｏ — ｌｉｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎ－ｍｉｎ
李瑞丽，张保林，王建民
（１．郑州大学化工与能源学院，河南郑州４５０００１；２．郑州轻工业学院烟草科学与工程学院，河南郑州４５０００２）
摘要：近红外光谱技术是近年来发展最快的光谱技术，优势突出，被广泛应用于石油、化工、食品、
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓａｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗｈｉｃｈｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ
ｒｉｚｅｄｂｏｔｈｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｒｏｕｔｉｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ｉｍｐｏｒｔａｎｔａｒｏｍａｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，ｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓ，ｃｉｇａｒｅｔｔｅｓｍｏｋｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｉｎｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｏｂａｃｃｏｖａｒｉｅｔｙ，ｏｒｉｇｉｎ，ｇｒｏｗｔｈｐｌａｃｅ，ｇｒａｄｅ，ｃｉｇａｒｅｔｔｅａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙａｎｄａｕｘｉｌｉａｒｙｍａｔｅｒｉａｌｏｆｃｉｇａ —

近红外技术在烟草分析领域的研究进展

近红外技术在烟草分析领域的研究进展摘要综述了近红外光谱分析技术的基本原理、发展历程和特点，以及国内外近红外技术在烟草分析领域的研究现状及进展。

关键词近红外技术；烟草分析；研究进展近红外技术是近年来分析化学领域迅猛发展的高新分析技术，越来越受国内外分析专家的关注，它的出现带来了新的分析技术革命。

1近红外技术基本原理近红外（NIR）光是介于可见光（VIS）和中红外（MIR）之间的电磁波，根据ASTM（美国实验和材料协会）的定义，其波长范围为780～2 526nm。

该谱区是天文学家William Herschel于1800年发现的[1]，比中红外谱区更早，是人们最早发现的非可见光区域，距今已有200余年历史。

近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，分子在近红外谱区的吸收主要由分子中C-H、N-H、O-H、S-H、C=O等基团基频振动的合频与倍频吸收组成。

不同基团或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，所以近红外光谱具有丰富的结构和组成信息，比较适合于分析天然产物中与有机基团有直接或间接关系的成分[2]。

因此，近红外光谱技术的发展首先从农业领域应用开始。

2近红外技术的发展历程概述近红外谱区吸收强度很低、谱带相互严重重叠、信息解析极其复杂，使用经典的定性、定量方法无法进行研究。

因此受发现时技术条件的限制，该谱区被“遗忘”了近一个半世纪。

20世纪中期化学计量学和计算机技术的飞速发展，解决了近红外分析中的多元信息处理问题，使得近红外技术的优势得到了充分展露，所以近红外光谱分析开始得到迅速发展。

由于物质在近红外谱区中信息量丰富，同时近红外分析作为一项“绿色”分析技术，具有无污染、非破坏性、高效快速、低消耗、能多组分同时分析和在线分析等优点，因此近年来涉足领域逐渐增多，在农业、石油化工、医药、食品、烟草、纺织等许多行业得到了广泛应用。

近红外不但可以快速提供低成本的分析结果，而且使不断增加的分析工作量得到了高效解决。

应用近红外技术快速测定再造烟叶产品的主要化学成分

ｃａｌｃｉｕｍ）ａｒｅｆｉｔｔｅｄ．ＮｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｓｔｏｐｒｅｄｉｃｔｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＲＴｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ
ｓｅｎｔａｔｉｖｅＲＴｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｃｈｏｓｅｎ．ａｎｄｔｈｅｉｒＮＩＲｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｖａｉｏｒｕｓｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
第４０卷第５期
２０１５年１Ｏ月
昆明理工大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ＬＩＵＪｉｎｇ，ＸＩＡＮＧＨａｌ — ｙｉｎｇ，ＷＡＮＧＢａｏ — ｘｉｎｇ，ＷＡＮＧＪｉａ — ｊｕｎ，ＢＡＩＸｉａｏ — Ｉｉ．ＬＵＷｅｉ。ＷＵＪｉａ．ＷＵＬｉ — ｊｕｎ
０．３６８０、０．０９６７、０．０５１３，ＲＰＤ分别为４．３２、５．０９、３．５７、５．９８、３．０５、３．６３、３．３０、４．２６．近红外光谱

烟叶化学成分在线近红外分析仪 MS540

在烟草生产流程中，烟叶中的化学成分的含量是决定卷烟口感、品质的标准指标。

特别为了让卷烟的品质口感达到平均一致的品质,需对烟叶中的化学成分：总糖、钾、尼古丁、氢、氯、碱等进行在线测量。

德国MOSYE公司研制的MS-540系列在线近红外分析仪，专为烟草定制,可同时测量烟叶中的四种组份，可分别测量烟叶中的几十种组分,特别适合在卷烟生产工艺中烟叶化学成分的测量。

优势特点：
采用独特的算法、能同时测量4-7个化学组份。

而且每个组分的参数的数据模型相互独立。

精度高达0.05%
物料的颜色不影响数据的测量,周边微光环境不影响成分的测量配置多种数据输出模式，模拟量输出、数字量输出等
整机无可动部件、无磨损件、无需要维护
防护等级达IP65，和室内外无恒温湿环境下可靠运行
安装灵活,可多种方式安装。

适用于在线检测环境
德国安全标准、微波对人体无损害、德国进口。

技术参数：
精度：0.05%
可同时测量四到七种组份，可分别测量几十种组份
电源要求：85 – 270 VAC
输出信号：4-20mA或1V－5V,RS485或RS232
环境温度：-20°C 到 +50°C
防护等级：IP67。

烟草样品中几种化学成分的近红外分析精度研究

ｔｏｅａｉｎｍｏｅｓｏｈ，ＮｉｏｉＰＥＥ，ｗｏｃｒｌｔｏｄｌｆＡｓｃｔｎｅ，ＰＥＥＮｒ．４，１８ｗｅｅ１２．３，１６．７，４．３ｒｓｅｔｖｌ６ｅｐｃｉｅｙ，ｗｈｃｎｉａｅｉｈｉｄｃｔｄｔａｅｒｓｌｆＮｉｏｉｅ．Ｐ｝ｔｔｅｕｔｏｃｔｎｌｈｓＥＥ。ａｄＰＥＥＮｒｉｎｆｃｔｄｆｅｅｃｌａｆＡｓｓｎｔａ．５ｌｖ１ｎｗｅｅｓｇｉａｉｒｎｅｗｈｉｔｔｏｈｗａｏｔ００ｅｅ．ｉｎｅｈ
ＫｅｗｏｄＡｓＮｉｏｉｙｒｓ：ｈ；ｃｔｎｅ；ＰＥＥ；ＰＥＥＮ
２０世纪８０年代中后期，随着计算机技术的发展、化学计量学研究的深入和近红外光谱仪器制造技术的逐步完善，使近红外光谱分析技术成为发促
ｍｏｅｓｒｃｓｏａｈｃｅｐｗｔ７ｓｐｅａｙｉ．Ａｎｈｅｕｔｏｒｄｎ—ｔｓＦｔｓ）ｏｅｅｄｌｐｅｉｉｎｗｓｃｅｋｄｕｉ５ａｌｓａｌｓｓｈｍｎｄｔｅｒｓｌｆＦｉｍａｓｅｅｔ（ —ｅｔｎｔｓｈ
ＬｏｇｎＬｕＷｅＺａｉｏＬａｇｉｊｇＷａｇＺｉｉｉｎｊｉｉｈｏＪｈｕＨｕｓｉｎｉｎＪｇｎｎｈｅｆ（．ｃｏｌｆｈｍｓｙａｄＢｏｅｈｏｇ，ｕｎａｏａｉｅｎｖｒｔ，ｕｍｎ５０，ｈｎ；１ＳｈｏｏｅｉｒｉｃｎｌｙＹｎａＮｔｎｌｉｓｉｓｙＫｎｉｇ６０３ＣｉａＣｔｎｔｏｎｉｔＵｅｉ１２ＹｎａｏａｃｃｎｅＡａｅ，Ｋｎｎ５１６ｈａ．ｕｎＴｂｃｏＳｉｃｃｄｍｙｕｍｉｇ００，Ｃｉ）ｎｅ６ｎ

付立叶变换近红外光谱法快速测定烟叶中叶黄素和_胡萝卜素含量

2009年10月云南化工 Oct .2009　第36卷第5期 Yunnan Chem ical Technol ogy Vol .36,No .5　付立叶变换近红外光谱法快速测定烟叶中叶黄素和β2胡萝卜素含量侯　英,李晓亚,杨式华,王保兴,徐济仓,王　玉,杨　燕,刘　静(云南瑞升烟草技术(集团)有限公司,云南昆明650106)收稿:2009206229 接受:2009209203作者简介:侯英(19732),女,云南蒙自人,工程师,主要从事烟草分析研究。

通迅作者:徐济仓(19742),男,安徽庐江人,助研,主要从事烟草的分析研究。

摘　要:　应用高效液相色谱法测定烟叶中叶黄素和β2胡萝卜素含量,采用偏最小二乘法的近红外预测模型,建立了应用近红外光谱技术快速测定烟叶中类胡萝卜素含量的分析方法。

方法的相关系数分别为0.9909和0.9861。

关键词:　近红外光谱;烟叶;叶黄素;β2胡萝卜素中图分类号:　O657.33 文献标识码:　A 文章编号:　1004-275X (2009)0520020204 烟草色素的含量和性质不仅会直接影响烟叶的外观质量,还会间接影响烟叶的内在品质。

类胡萝卜素是以异戊二烯残基为单元组成的一类色素,其中叶黄素和β2胡萝卜素是最主要的类胡萝卜素,对烟草品质有重要影响,它们的降解产物是烟叶香气成分的来源之一,新鲜烟叶中其含量越高,成品烟叶中形成的香气成分就越多。

成品烟叶中的色素含量在一定范围内,与其品质呈正相关[123]。

测定烟草中叶黄素和β2胡萝卜素的含量对于研究烟草色素对烟草品质的影响具有积极意义。

已报道的烟叶中叶黄素和β2胡萝卜素的测定方法有光度法、薄层色谱法和高效液相色谱法[1,2,428]。

传统的光度法准确性较差,薄层色谱法和液相色谱法样品前处理较麻烦,溶剂用量大,且大多采用80%或90%丙酮溶剂萃取色素,使水溶性棕色化合物部分溶解,干扰了叶黄素和β2胡萝卜素的定量测定[4]。

手持式近红外光谱仪在烟叶均质化控制过程中的应用

手持式近红外光谱仪在烟叶均质化控制过程中的应用手持式近红外光谱仪（Portable near-infrared spectroscopy, P-NIRS）是一种新型的光谱分析仪器，具有非接触、快速、精确等优点。

近年来，随着烟草工业的快速发展，烟叶的均质化控制问题也越来越受到关注。

本文将重点介绍P-NIRS在烟叶均质化控制过程中的应用。

P-NIRS可以用于烟叶品质评估。

传统的烟叶品质评估通常需要进行繁琐的化学分析和感官评估，耗时且易受主观因素的影响。

而P-NIRS可以通过非接触式快速扫描烟叶表面，获取烟叶的光谱信息，进而通过与已有数据库的比对，得出烟叶的化学成分、营养价值等指标，从而快速准确地评估烟叶品质。

P-NIRS可以用于烟叶成熟度检测。

烟叶的成熟度对烟草的质量和口感有着重要影响，因此成熟度的准确评估对于烟叶生产具有重要意义。

传统的成熟度评估方法主要依靠人工观察和经验判断，存在主观性强和误差大的问题。

而P-NIRS可以通过光谱特征的分析判断烟叶各部位（如叶片、茎）是否成熟，以及成熟度的程度，从而帮助决策者制定合理的成熟期收获计划。

P-NIRS可以用于烟叶中化学成分分析。

烟叶中的化学成分对于烟草的特异性香气和烟叶品质具有重要作用。

传统的化学分析方法需要耗费大量的时间和资源，并且对烟叶造成破坏。

而P-NIRS可以通过快速、无损的方式获取烟叶的光谱信息，进而预测烟叶中的硫、氩、木质素等关键化学成分的含量，为烟叶的品质控制提供依据。

P-NIRS可以用于烟叶病虫害检测。

烟草生产中，病虫害对烟叶的产量和品质造成严重影响。

传统的病虫害检测方法通常需要经验丰富的专业人员进行观察和判断，而P-NIRS可以通过病虫害引起的烟叶光谱变化，实现对病虫害的快速、准确检测和评估，帮助决策者制定合理的防治策略。

手持式近红外光谱仪在烟叶均质化控制过程中的应用

手持式近红外光谱仪在烟叶均质化控制过程中的应用近年来，烟草产业一直处于变革和进步之中，随着烟草质量的逐年提高以及消费者对烟草品质的日益提高，烟草行业的规范化与科技化已成为趋势。

其中，近红外光谱技术在烟草质量控制中起着重要作用。

本文将探讨手持式近红外光谱仪在烟叶均质化控制过程中的应用。

一、手持式近红外光谱仪技术特点手持式近红外光谱仪是一种基于近红外光学原理，用来检测物体化学成分的仪器。

它主要由光源、光谱仪、探测器、处理器和显示器等组成。

与传统的光谱仪相比，手持式近红外光谱仪具有以下优点：1. 便携式设计，易于携带和操作；2. 快速响应，实时检测；3. 数据准确性高，测量结果精度高；4. 无需样品预处理，易于操作。

以上特点使得手持式近红外光谱仪在烟草行业中得到大范围的应用。

1. 过程检测在烟叶均质化过程中，手持式近红外光谱仪可以实时检测烟叶的水分、化学成分等，帮助工作人员及时掌握烟叶的质量状况。

同时，手持式近红外光谱仪具有无损性检测的特点，不会影响烟叶的品质。

2. 质检抽样检测在烟叶质检中，手持式近红外光谱仪可以通过检测烟叶的水分、氮、磷、钾等成分，直接反映烟叶的营养水平和质量。

因此，手持式近红外光谱仪在烟叶进货、质检等环节中得到广泛应用。

3. 烟叶仓库管理烟草行业中，存储烟叶的仓库规模较大，管理难度也非常大。

手持式近红外光谱仪可以在烟叶入仓、出仓等过程中，对烟叶的质量状况进行实时监测。

利用近红外光谱技术，可以通过检测烟叶的含水量、细胞壁厚度等参数，来提醒仓库管理员对烟叶进行适当调整，从而提高烟叶的保存质量。

4. 产品质量控制手持式近红外光谱仪在烟草产品质量控制中也起着重要的作用。

利用近红外光谱技术，可以检测烟草产品中的水分、油分、叶碱、灰份等参数，从而对产品的质量状况进行实时监测和控制，提高产品的一致性和品质。

三、结论手持式近红外光谱仪具有快速响应、准确性高、无损性等特点，是烟叶均质化控制中不可缺少的工具。

如何利用线近红外光谱快速测定烟叶中的化学成分

如何利用线近红外光谱快速测定烟叶中的化学成分
赵瑞娟;周淑平;程贵敏;张长云;张婕
【期刊名称】《中国科技财富》
【年(卷),期】2011(000)006
【摘要】通过对烟叶样品采用先进的烟化学检测方法进行检测的检测数据结果,建立近红外分析预测模型,并对模型进行评价、验证及应用.以期达到节约成本,快速、简便和大批量地分析常规化学成份的目的.现在我们常常利用一些先进的手段来进行测定.比如近红外光谱技术等.
【总页数】1页(P189)
【作者】赵瑞娟;周淑平;程贵敏;张长云;张婕
【作者单位】贵州省烟草科学研究所;贵州省烟草科学研究所;贵州省烟草科学研究所;贵州省烟草科学研究所;贵州省烟草科学研究所
【正文语种】中文
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近红外光谱分析技术在烟草质检质控中应用研究报告与实践

近红外光谱分析技术在烟草质检质控中的应用研究与实践王家俊1，陈国辉2，王保兴2，梁逸曾31 红河烟草<集团）有限责任公司技术中心云南弥勒县桃园路50号 6523002 云南瑞升烟草技术<集团）有限公司昆明市高新技术开发区科医路41号 6501063.中南大学化学化工学院，长沙市岳麓区麓山南路 410083摘要：本文主要介绍了近红外光谱技术与化学计量学方法在烟草种植、原料收购、烟叶复烤、烟叶醇化、卷烟工业制造以及其它诸如烟用材料、烟用添加剂、卷烟烟气等方面的应用研究和一些实践体会，并简要探讨了基于近红外光谱分析的数据挖掘技术在烟草品质研究中的应用。

关键词：近红外光谱法；化学计量学方法；烟草质量研究1968年，McClure首次应用近红外光谱<NIRS）技术[1]研究了未经破坏烟叶的透射比<transmittance properties），标志着近红外光谱分析技术在烟草领域的应用起始。

近红外光谱分析技术以其独特的快速、无损等优势在烟草领域中的应用得到迅速扩展[2-9]。

国内报道始见于1995年[10]，随后几年，在国内烟草领域掀起了近红外光谱技术的应用研究热潮，并进一步将过程化学计量学方法与近红外光谱分析结合，不断挖掘量测数据中潜在的信息价值伺服产品质量研究，也取得了较快的发展，研究主要包括烟叶及烟气化学成分分析[10-20,30]、烟叶类型识别及卷烟配方结构预测[21,22]、卷烟配方过程评价[23,24]、卷烟制丝线评价[25]等方面的研究。

近几年来，笔者协同国内化学计量学专家和相关领域专家持续寻求化学计量学方法在烟草领域中的应用研究[16, 20, 23,26-34]，为提高近红外光谱分析技术在烟草领域中的应用水平做了一些微薄工作，本文仅为作者的经验之谈和一些实践体会，不足之处，敬请学者同仁批评指正。

1 基本思路烟草是一个复杂的多组分灰色体系<组分尚未全部清楚），品质特性的发挥与构成烟草的各组分具有协同效应，传统单变量“一对一”的分析观念，揭示烟草品质内在规律的整体性存在一定的局限性。

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收稿日期:2006201211 修回日期:2006203228通讯联系人:付秋娟,女,实验师,主要从事烟草化学研究与检测工作.第23卷第1期Vol.23　No.1分析科学学报J OU RNAL OF ANAL YTICAL SCIENCE 2007年2月Feb.2007文章编号:100626144(2007)0120085203鲜烟叶中质体色素的近红外分析研究付秋娟31,王树声,陈爱国,梁小芳(中国农业科学院烟草研究所,山东青岛266101)摘　要:本文采用近红外漫反射光谱技术和偏最小二乘法,建立了质体色素(叶绿素和类胡萝卜素)中两种组分的数学模型,并对所建立的数学模型进行了优化和验证。

结果表明,用近红外定量分析鲜烟叶中质体色素的含量是完全可行的。

关键词:鲜烟叶;质体色素;近红外中图分类号:O657.33 文献标识码:A质体色素(叶绿素和类胡萝卜素)是影响烟叶品质和可用性的主要因素之一,它不仅决定了调制后烟叶的叶色,而且对烟草香味物质的形成和品质的提高具有重要的贡献[1]。

因此,及时、准确的研究烟草在生长、成熟、调制和醇化过程中质体色素代谢变化的规律,对促进烟叶中香味物质的积累,提高香气量和香气质具有重要用途和学术价值[2]。

近红外光谱(N IR )技术在烟草界及各行业得到了日益广泛的应用[3]。

文献[3,4]报道N IR 光谱分析技术与化学计量学方法相结合,研究样品光谱与质量参数间的关系,建立光谱与质量参数之间的数学模型,并利用该数学模型预测未知样品的相关质量参数。

目前近红外光谱分析在鲜烟叶中的应用尚未见报道。

本研究应用近红外光谱法建立了测定质体色素(叶绿素和类胡萝卜素)的预测数学模型,并测定鲜烟叶中两种组分的含量。

该方法简单、快捷,无损,适合对鲜烟叶中质体色素的分析测定。

1　实验部分1.1　仪器与材料V ECTOR 22/N 型傅立叶变换近红外光谱仪(德国,BRU KER 公司),使用积分球漫反射检测器,用镀金的漫反射体作背景。

国家烟草专卖局“以成熟度为中心的配套生产技术试验示范与推广”项目(2004年)中的鲜烟叶样品,其中叶绿素样品65个,叶绿素含量范围:0.0136%～1.7524%;类胡萝卜素样品55个,类胡萝卜素含量范围:0.0404%～0.3035%。

1.2　实验方法1.2.1　样品近红外光谱的测定　将鲜烟叶摘取后,立即置于冰盒内带回实验室用近红外进行扫描。

实验条件:扫描范围4000～8000cm -1,分辨率8cm -1,扫描次数64次。

为了保证检测结果的准确性,扫描部位须同化学检测质体色素的部位保持一致,每个样品各扫描四个点,取平均光谱作为与该标准样品对应的近红外漫反射光谱图。

1.2.2　样品化学值的测定　近红外扫描完成后,立即用化学方法检测质体色素。

叶绿素按张志良等[6]的比色法;类胡萝卜素含量按邹琦的乙醇提取法[7]。

每个样品平行测定三次,取平均值。

1.2.3　数学模型的建立　试验采用Bruker 公司OPU S QUAN T2分析软件中偏最小二乘法(PL S )建立烟草中质体色素的数学模型,并采用自动优化功能选择数学模型建立的最佳条件。

58第1期付秋娟等:鲜烟叶中质体色素的近红外分析研究第23卷2　结果与讨论2.1　数学模型的评价建立模型后,使用内部交叉验证对模型进行检测,主要考察交叉验证的预测值与化学值相关的决定系数(R 2)和均方差(RM ECV )。

决定系数(R 2)和均方差(RMSECV )的计算公式:R 2=1-∑(Differ i )2∑(y i -y m )2×100%RMSECV =1M ∑(Differ i )2其中:Differ i 为第i 个样品的化学值和交叉证实测定值之差;y i 为第i 个样品的化学值;y m 为所有样品化学值的平均值;M 为统计计算中的样品数。

在模型优化时,对同一样品集的同一组分R 2越大,则RMSECV 越小,即PL S 算法所提取的光谱信息与分析组分的相关性越好,得到的模型越好。

测得鲜烟叶中叶绿素和类胡萝卜素的含量和近红外光谱后,应用O PU S 软件中的自动优化功能选择最佳的光谱预处理方法、最佳谱区、最优的主成分维数,寻找建立数学模型的最佳条件。

比较多种光谱预处理方法的效果,得到鲜烟叶中质体色素(叶绿素、类胡萝卜素)含量最佳的光谱预处理方法、最佳谱区、最佳的主成分维数、R 2和RMSECV ,见表1。

试验中,剔除误差较大的样品,实际用于建模的样品叶绿素为61个,类胡萝卜素为48个。

实验证明,在以上条件下,数学模型经内部交叉验证,预测值和化学值具有较好的相关性,得到了较高的R 2和较低的RMSECV 。

叶绿素的R 2为94.79%,RMSECV 为0.103;胡萝卜素的R 2为94.79%,RMSECV 为0.014。

见图1、图2。

T able 1　Modeling parameters of pigment in fresh tob acco leavesChlorophyllCarotenoid PreprocessingNo spectral data preprocessing First Derivative +MSC Regions9998～7498.5,5774.3～5446.4,4601.7～4246.87502～6098,5450～4246.6R 294.79%94.79%RMSECV 0.1030.014Rank1512Fig.1　Chlorophyll forecast value by NIRand con 2centration of chemical components Fig.2　C arotenoid forecast value by NIR and con 2centration of chemical components2.2　模型的可靠性检测为了检测定量分析模型预测的可靠性,分别用14、11个未知样品对叶绿素和类胡萝卜素进行外部检验,来验证定量分析模型的测定能力。

测定值与化学测定值的平均相对偏差分别为8.82%、15.52%。

叶绿素和类胡萝卜素外部验证的R 2分别为93.35%、87.71%,测定均方差分别为0.0808、0.0249。

说明模型的预测结果较好。

外部验证检验集测定值与化学值的相关性见图3、图4。

68第1期分析科学学报第23卷Fig.3　Chlorophyll concentration test set vali 2d ation Fig.4　C arotenoid concentration test set valid ation参考文献:[1]　ZUO Tian 2jue (左天觉),ZHU Zun 2quan (朱尊权).Production ,Physiology and Biochemistry of Tobacco Plant (烟草的生产、生理和生物化学)[M ].Shanghai (上海):Shanghai Yuandong Publishing Company (上海远东出版社),1993:112.[2]　YAN G Hong 2qi (杨虹琦),ZHOU Ji 2heng (周冀衡),L UO ZE 2min (罗泽民).Advances in Metabolism of Pigment andFormation of Aroma Components in Tobacco (烟叶质体色素代谢与香味物质形成关系的研究)[C].Beijing (北京):Sci 2ence and Technology Literature Publishing Company (科学技术文献出版社),2004:471.[3]　YAN Yan 2lu (严衍录),ZHAO Rong 2lian (赵龙莲),HAN Dong 2hai (韩东海),YAN G Shu 2ming (杨曙明).Base andApplication of NIR Spectral Analysis (近红外光谱分析基础与应用)[M ].Beijing (北京):Chinese Light Industry Pub 2lishing Company (中国轻工业出版社),2003:286.[4]　L U Wan 2zhen (陆婉珍),YUAN Hong 2fu (袁洪福),XU Guang 2tong (徐广通),Q IAN G Dong 2mei (强冬梅).ModernN IR Spectral Analysis Technology (现代近红外光谱分析技术)[M ].Beijing (北京):Chinese Petrochemical Publishing Company (中国石化出版社),2000:105.[5]　XU L u (许　禄).Methods of Chemometrics (化学计量学方法)[M ].Beijing (北京):Science Press (科学出版社),1995:174.[6]　HAN Jin 2feng (韩锦峰),GON G Chang 2rong (宫长荣),WAN G Rui 2xin (王瑞新),WAN G Yan 2ting (王彦亭),HUAN GHai 2tang (黄海裳),MA Chang 2li (马常力).Chinese Tobacco (中国烟草)[J ],1991,(4):15.[7]　J IA Qi 2guang (贾琪光),GON G Chang 2rong (宫长荣).Tobacco Science &Technology (烟草科技)[J ],1988,(6):40.[8]　J I Hai 2yan (吉海彦),YAN Yan 2lu (严衍禄).Acta of BeijingAgricltural University (北京农业大学学报)[J ],1994,20(1):59.Studies on NIR Analysis to Pigments inFresh Tobacco LeavesFU Qiu 2juan ,WAN G Shu 2shing ,C H EN Ai 2guo ,L IAN G Xiao 2fang(Tobacco Research Institute of Chinese A cademy of A gricultural Sciences ,Qing dao,S handong 266101)Abstract :N IR spectrometry and partial least square analysisze has been used to build mat hematical modes of chlorop hyll and carotenoid.The modes have been optimized and validated ,and t he result s slowed t hat t he N IR speetrometry was an app ropriate way for quantitative analysis of pigment content s in f resh tabaco leaves.K eyw ords :Fresh tobacco leaf ;Pigment ;N IR78。