820-光谱分析检测大米加工精度等级
近红外光谱技术在大米品质检测中的应用
近红外光谱技术在大米品质检测中的应用引言大米是世界上最为重要的粮食作物之一，也是人类日常饮食中不可缺少的主要食物。
大米的品质检测对农业生产和食品质量监测具有重要意义，但传统的检测方法通常需要繁琐、耗时并且需要专业的操作技巧，这些因素加大了检测的成本和难度。
近年来，近红外光谱技术在大米品质检测中得到了广泛关注和应用。
本文将介绍近红外光谱技术及其在大米品质检测中的应用。
第一章近红外光谱技术简介1.1 近红外光谱的原理近红外光谱是指波长为700-2500 nm之间的电磁波谱。
在这个波段中，物质分子吸收、散射和发射的光谱特征十分明显。
近红外光谱技术是通过对物质在近红外波段的光谱分析，来获得物质的组成、结构和性质信息的一种非破坏性检测技术。
1.2 近红外光谱的优点近红外光谱技术有诸多优点。
首先，近红外光谱具有快速、高效、非破坏性、无需样品制备和耗材等诸多特点。
其次，近红外光谱技术受噪声、温度和湿度等环境因素影响小，检测结果具有较高的准确性和可重复性。
此外，光谱数据的处理和建模方法越来越成熟，在光谱处理和质量控制等方面逐渐得到应用。
第二章 2.1 大米的主要营养成分大米是一种含有丰富淀粉质、蛋白质、硒、锌等人体所需微量元素和维生素的食品。
同时，大米还含有一些副产物，如脂肪、灰质、纤维素、水分等，这些成分的含量会直接影响大米的品质。
2.2 大米质量检测的传统方法传统的大米品质检测主要依靠化学分析、物理检验和感官评估等手段，如游离脂肪酸测定法、直链淀粉含量测定法、显微镜检测法、目视鉴别法等。
这些方法大部分需要证书并需由专业人员操作，检测费用较高且效率低，不能满足大批量快速检测的需求。
2.3 近年来，随着近红外光谱技术的快速发展，其在大米品质检测中的应用也得到了广泛关注。
在近红外光谱技术中，大米的营养成分和成分含量通过对光谱数据的分析获得。
通过建立多元学习模型，结合光谱数据和大米硬度、糯性、风味等各项品质指标的相关性，可以实现近红外光谱对大米品质的高效、快速、准确的预测和判断。
大米加工精度等级标准样品
大米加工精度等级标准样品大米是我国主要的粮食作物之一，也是我国人民的主要食品之一。
大米加工精度等级标准样品是评定大米加工质量的重要标准之一，对于保障大米加工质量，提高大米市场竞争力具有重要的意义。
大米加工精度等级标准样品是指在大米加工过程中，根据国家标准对大米的外观、形态、色泽、大小、完整度等方面进行评定的样品。
通过对大米加工精度等级标准样品的评定，可以直观地了解大米的加工质量，有利于加工企业对产品进行质量控制和改进。
大米加工精度等级标准样品主要包括外观、大小、完整度等方面的评定。
首先，外观方面，大米应该呈现出晶莹剔透、色泽均匀、无杂质的特点。
其次，大小方面，大米应该均匀一致，没有破碎、变形等情况。
最后，完整度方面，大米应该完整无损，没有碎粒、粉尘等现象。
在大米加工精度等级标准样品的评定过程中，需要严格按照国家标准进行操作，确保评定结果的客观性和准确性。
评定过程中需要使用专业的评定设备和工具，对大米的各项指标进行精确测量和评定。
只有通过科学、严谨的评定过程，才能得出准确的大米加工精度等级标准样品评定结果。
大米加工精度等级标准样品的评定结果直接关系到大米的加工质量和市场竞争力。
合格的大米加工精度等级标准样品可以提高产品的质量和口感，增强产品的竞争力，满足消费者对高品质大米的需求。
同时，加工企业也可以通过对大米加工精度等级标准样品的评定结果进行改进，提高自身的生产技术和管理水平，提升产品的市场地位。
总之，大米加工精度等级标准样品是评定大米加工质量的重要标准，对于保障大米加工质量，提高大米市场竞争力具有重要的意义。
只有通过科学、严谨的评定过程，才能得出准确的大米加工精度等级标准样品评定结果，为大米加工质量的提升和市场竞争力的增强提供有力支持。
大米中农药残留的光谱快速检测
科学技术创新2020.10大米中农药残留的光谱快速检测刘金凤（哈尔滨市高新技术检测研究院，黑龙江哈尔滨150000）在我国的粮食产物中，大米是最为重要也是食用范围最为广泛的农产品之一。
因此大米的种植面积也就约占我国粮食总种植面积的五分之一，而大米中也蕴含着人体所需要的大部分营养成分，其中包含：人体所需蛋白质、脂肪、维生素、碳水化合物等等。
而大米味道本身具有甘甜性，且性质温和，具有一定的健脾养胃、补气益血，并对五脏有通血脉、止咳止泻等各种功能，可谓是五谷中的翘楚。
但是大米在种植的过程中很容易出现不同程度的病虫害，而为了提高其产量，就必须采用各种类型的化学农药。
当前我国国内大部分农产品种植户都缺乏对于农药使用的培训，因此在实际的使用过程中也就常常会出现用量过度、错误使用等现象。
同时农药的错误使用，不但会造成农作物中农药残留过剩，同时也容易对土地造成一定的污染，让农药残留在土壤中，很难降解，导致之后所种植农产品出现一定的抗药性，对于农作物的种植与生产都产生了很不好的影响。
1大米作物中所残留的农药不同地区的水稻种植在农药的利用上也各不相同，因此为了进一步研究出什么样的检测技术可以最大程度上的检测出农药，相关研究人员就必须了解水稻种植过程中都会用到什么类型的农药，从而设定出科学有效的检测方式[1]。
首先根据我国农业种植工作的实际情况出发，病虫害一直是农作物种植生产过程中的一个重要问题，因此农户在进行种植的过程中都会采用杀虫剂来用以保证作物的基本产量。
然而这就很容易导致部分杀虫剂残留在大米作物中，而杀虫剂中主要含有拟除虫菊酯、甲基氟膦酸环已酯等。
那么如何快速准确的家测出大米种是否含有这些化学物质，就是目前农药检测工作中的核心内容，需要进一步引起技术及种植人员的重视。
其次是杀线虫剂，这种农药所蕴含的化学物质与杀虫剂有很大区别，它主要是含有敌敌畏、甲胺磷等。
因此如果在大米中残留这种农药药剂，很容易引起饮食上的安全问题或是健康问题。
浅谈大米加工精度的检测方法
浅谈大米加工精度的检测方法作者：罗雯来源：《科学与财富》2020年第01期摘要：加工精度是影响大米外观质量重要指标之一，部分消费者对大米存在着一定的消费误区，认为加工精度越高、价格越高的大米就越好，实际上，越精致的大米营养越容易流失。
新标准GB/T1354《大米》通过调整大米等级、杂质最大限量等指标，倡导适度加工，引导节粮减损和健康消费，使大米生产适应我国当前绿色发展理念，旨在改变目前市场片面追求精、白、亮，过度加工造成碎米多、能耗大，且营养物质流失多等怪现象。
笔者根据多年的工作经验，主要针对影响大米精度的主要因素，以及大米加工精度的检测方法进行分析，望于同行之间交流探讨。
关键词：大米精度;主要因素;大米加工;检测方法;目测一、大米加工精度概述大米的加工精度是评价大米品质的重要指标，是影响大米营养功效和经济价值的重要因素。
大米加工精度越高，米粒表面皮层被碾去的越多，光洁度和口感等也越好，更受消费者欢迎。
大米加工精度越低，其沟纹处的留皮就越少。
其含有的蛋白质、脂类、维生素和矿物质和等物质就越多，营养价值越高，但是其口感较差，且不易被消费者所接受，经济价值低。
目前，国内外一般以主观评价的方法来评价大米的加工精度。
依据的主体是国标，但也有部分的企业标准。
二、影响大米精度的主要因素分析1、人为因素一是操作的误差，如取样未能按规定操作，混样、分样不均，操作不当造成米粒皮层磨损等;二是受生理经验限制的误差，如检验员眼睛敏锐性的差异，经验不同，也往往会在不同的心理条件下产生认识上的差别。
2、客观因素大米的品种、质地的差异与精度鉴别有直接影响。
首先，大米色泽一般可分为晶形白色（也称阴色或玻璃体）、乳白和粉白色。
晶形白米，其胚乳部与皮层色泽十分接近，使粒面皮层不易鉴别。
在直接比较法中造成误觉;粉白色大米因胚乳部与皮色反差较大，所以在观察比较时较易辩认;乳白色是介于晶形白色与粉白之间。
其次，不同品种大米，其皮层厚度和腹白、心白情况是不相同的。
近红外光谱法测量粮食品质简介
近红外光谱法测量粮食品质
近红外光谱分析技术是20世纪90年代以来最引人注目的光谱分析技术，以其高效、实时、无损等特点广泛应用于工业、农业等领域。
近红外光是指波长在760～2500nm范围内的电磁波，当其照射到由一种或多种分子组成的物质上时，如果物质分子为红外活性分子，分子键与近红外光子发生作用，分子振动或者转动状态在不同能级间的跃迁产生近红外光谱吸收。
粮食品质近红外光谱测试系统主要包括以下几个部分：光源、分光系统、探测器、信号采集放大部分、控制部分、显示和打印部分及数据分析软件部分。
在现代仪器制造中，也称为光机电一体化系统。
对于定量或定性分析物质成分的粮食成分近红外光谱测试仪器来说，是光机电算化系统，算是化学计量学软件，化是化学分析理论，由光机电形成的系统是物质基础，化学分析及化学计量学软件是理论基础。
实际测量中，探测器得到分子中含氢官能团X－H( X = C、N、O、S等) 振动的倍频及合频吸收能力。
根据各含氢基团的近红外吸收特点就可以来检测农产品中含有氢基团的蛋白质、脂肪、水分、氨基酸、淀粉、糖、酸等成分并实时显示结果。
在农业领域不但可用于谷物和水果的蛋白质、有机酸、脂肪、淀粉、糖、水分以及其他营养成分的分析，还适用于其他各种农副产品品质分析，如饲料、食品、蔬菜、烟叶等。
目前国际上这种技术已广泛用于粮食收购、粮食储藏、粮食精深加工等各个环节而国内主要集中于实验室内粮食品质测定，在粮食加工、在线控制等方面还没有显著应用成效，急需相关产品来实现整个生产过程的优化控制。
大米加工精度怎么检验
大米加工精度怎么检验
大米产品最主要的分级指标是加工精度和碎米百分率。
加工精度是指以国家制备的精度标准大米样品对照检验，来评定米粒表面和背沟残留皮层的程度。
我国各类大米主要按加工精度划分等
级。
加工精度是指糙米加工成白米时
的支皮程度。
不同等级的大米，加工
时的去皮程度不同。
各类大米划分等级还要参考下列指
标：
1、不完善粒：包括未熟粒、虫蚀粒、
病斑粒、生霉粒、完全未脱皮的完整
糙米粒；
2、杂质：包括糠粉、矿物质、带壳稗
粒、稻谷粒、其他杂质。
晚粳米各等级大米允许含杂总量低于其他各类大米允许含杂总量。
3、国标还对各类大米中所含的黄粒米、碎米、水分、色泽、气味、口味提出了要求，但是对同一品种、不同等级的大米，上述四指标不同。
大米加工精度测定仪是一款专用的大米加工精度检测仪器。
待测大米样品经专用染色剂（伊红Y-亚甲基蓝）染色后，大米上的留皮和胚为蓝绿色，胚乳为紫红色，仪器专用的智能识别软件由大米留皮度来自动分析出大米样品的加工精度。
大米加工精度检测仪主要适用于科研院所、检测单位、碾米厂和流通企业等。
大米检测报告
大米检测报告
大米检测报告
为了保证大米质量和安全，对大米进行了一系列的检测和分析。
以下是对大米检测的详细报告。
首先，我们对样品进行了外观检测。
样品的颜色均匀，没有明显的杂质和异物，符合大米的外观要求。
接下来，我们对样品进行了水分含量的测定。
根据测定结果，样品的水分含量为12%，符合国家标准的要求，说明样品的
干燥程度适宜。
然后，我们对样品进行了脂肪含量的分析。
根据分析结果，样品的脂肪含量非常低，仅为0.5%，说明样品的健康价值较高。
接着，我们对样品进行了碳水化合物含量的测定。
根据测定结果，样品的碳水化合物含量为75%，符合大米的营养特点。
此外，我们还对样品进行了蛋白质含量的检测。
根据检测结果，样品的蛋白质含量为8%，属于中等水平。
最后，我们对样品进行了重金属含量的测定。
根据测定结果，样品中重金属的含量均低于国家标准的限制要求，不存在安全隐患。
总的来说，通过对大米样品的检测和分析，我们得出了以下结
论：该批大米质量良好，符合国家标准的要求，适合消费者食用。
然而，我们也提醒消费者在购买和使用大米时应注意以下几点：
1. 注意选择正规渠道购买大米，避免购买劣质和假冒伪劣产品。
2. 存放大米时要注意避免湿气和阳光直射，以防止大米受潮和变质。
3. 在烹饪大米时，应按照正确的方法进行，避免浪费和食物不安全。
4. 当出现大米质量问题时，应及时向相关部门举报并寻求帮助。
希望本次检测报告对消费者购买和食用大米时有所帮助，提高大米质量和安全意识。
大米安全监督抽检和风险监测实施细则
大米安全监督抽检和风险监测实施细则2.1适用范围适用于大米食品安全抽检监测产品范围包括大米。
本细则内容包括适用范围、产品种类、企业规模划分、检验依据、抽样、检验要求、判定原则、异议处理复检。
2.2产品种类大米按类型分为釉米、粳米和糯米三类，糯米又分为釉糯米和粳糯米；按食用品质分为大米和优质大米；按加工精度分为一级、二级、三级和四级。
2.3企业规模划分根据大米行业的实际情况，生产企业规模以企业大米产品年销售额作为标准划分为大、中、小型企业。
见表1。
2.4下列文件凡是注明日期的，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本细则。
凡是不注明日期的，其最新版本适用于本细则。
GB2761食品安全国家标准食品中真菌毒素限量GB2762食品安全国家标准食品中污染物限量GB2763食品安全国家标准食品中农药最大残留限量GB/T5009.11食品中总碑及无机碑的测定GB5009.12食品安全国家标准食品中铅的测定GB/T5009.15食品中镉的测定GB/T5009.17食品中总汞及有机汞的测定GB/T5009.19食品中有机氯农药多组分残留量的测定GB/T5009.20食品中有机磷农药残留量的测定GB/T5009.104植物性食品中氨基甲酸酯类农药残留量的测定GB/T5009.123食品中铝的测定GB/T5009.145植物性食品中有机磷和氨基甲酸酯类农药多种残留的测定GB5491粮食、油料检验杆样、分样法GBZT14553粮食、水果和蔬菜中有机磷农药测定的气相色谱法GB/T18979食品中黄曲霉毒素的测定免疫亲和层析净化高效液相色谱法和荧光光度法GB/T19649粮谷中475种农药及相关化学品残留量的测定气相色谱-质谱法GB/T23372食品中无机碑的测定液相色谱•电感耦合等离子体质谱法GB/T23502食品中赭曲霉毒素A的测定免疫亲和层析净化高效液相色谱法经备案现行有效的企业标准及产品明示质量要求相关的法律法规、部门规章和规定。
大米加工精度的检测方法综述
大米加工精度的检测方法综述目前，在国内的企业以及研究单位，对大米加工精度的评价还主要以主观评价为主。
其主要以国标为依据，也有一些企业制定了自己的企业标准。
这对操作人员的要求比较高，多以估测为主，要求严格的单位一般以染色法作为辅助手段对大米的等级进行评价。
介绍了目测法、染色法以及紫外一可见光谱检测法等大米加工精度检测方法。
标签：大米；加工精度；检测；方法1目测法将试样约10克，置于白瓷盆中，稀疏地平摊后（1粒米厚度）。
观察在室内朝南向光线下进行，切忌阳光直射，视线与试样成约45度左右倾角，仔细观察试样粒面，从不同角度观察之。
并与标样作对比，依据经验得出大米的加工精度。
2染色法所谓染色法即在大米品质检验中，某些质量特性在感观检验时，用特定的溶液（染色液）染色后，试样（或标样）的表征、特征、属性、特性、品性凸现出来，使之更为直观、清晰，对比感强，有助检验人员对照比较、鉴别和判定。
染色法是一种定性检验。
染色检验法有标准方法，如《GB/T5490-5539-1985粮食、油料及植物油脂的检验》、《ZB911-912-1983出口大米检验方法标准》，又称仲裁方法（还有些染色法是国内外一些权威检测机构采用的方法）。
操作步骤是：清洗：用清水洗3次，以除去米粒表面附着的糠粉方法是向盛米样的试管内注入清水，高出米粒3-5cm，加塞将试管颠倒数次，然后将水倒去。
倒时用筛网挡住管口，如用玻璃皿，加入清水，高出米粒1-2cm，轻轻振荡数次，小心将水倒净。
染色：倒入染色液浸没米粒为宜，轻轻振荡试管或玻璃皿，但要避免剧烈振动，以免将糠皮除去。
浸泡2min，用筛网挡住管口倒去染液。
漂洗：用清水洗2次，并去净水。
脱色：加入乙醇液，浸泡米粒为宜，轻轻抖动，洗涤1min，倒去乙醇液（可以回收）也可用0. 05%HZS04溶液代替乙醇液。
洗涤：用清水洗涤2-3次，并于最后一次水洗后，将米样转入白色瓷盆（或玻璃皿）中，注入清水。
观察比较：染色后，胚乳呈桃红色，果皮呈绿色，种皮和胚呈蓝色。
大米加工精度检测新技术分析
大米加工精度检测新技术分析摘要：大米加工精度是评价大米品质的重要指标。
研究一种新的大米加工精度检测技术，将大米样品通过伊红Y-亚甲基蓝染色法染色后，置于大米加工精度检测仪中进行留皮度测定，进而判定大米的加工精度等级。
通过不同实验室间的验证结果统计分析，表明该方法重复性、再现性良好，稳定性符合国标要求，满足大米加工精度定量检测需求。
根据实验室间验证数据计算得到重复性限r和再现性限R，并将该方法标准化，指导实际应用。
关键词：大米；加工精度；大米加工精度检测仪；重复性；再现性；稳定性大米加工精度作为GB/T1354《大米》[1]标准中优质大米和大米定等分级的重要指标，与大米的加工质量、食用品质和营养价值都存在密切关系。
一直以来我国加工精度检验主要通过直接比较和染色2种目测法进行判定，目测法操作方便快捷，但是其主观性强、缺乏定量标准、准确性差，已不能满足行业对大米加工精度检测客观准确的需求。
针对以上问题，国内外学者对大米加工精度的检测方法进行了大量的研究，张浩等[2-3]直接用图像处理技术分辨糠层和胚乳，并用测量面积的方法表征糠层保留程度，从而判断大米加工精度等级。
万鹏等[4]采用机器视觉技术采集大米籽粒图像，结合图像处理技术对大米籽粒表面的颜色特征值进行分析提取，进而判断大米加工精度等级。
陈坤杰等[5-6]利用近红外光谱对稻米糙出白率进行测定，建立基于糙出白率的大米加工精度判别模型，实现对大米加工精度等级的快速判定，预测正确率达到82.5%。
这些研究仅可判断大米加工精度等级，尚不能定量计算米粒留皮程度，且未见可推广应用的检测仪器。
本文在图像分析方法研究基础上，研发了大米加工精度检测仪，采用留皮度（米粒留皮百分比）指标，定量检测大米的加工精度，真正做到准确、客观检测。
并根据仪器检测的需求，开发了染色效果稳定、颜色区分显著的伊红Y-亚甲基蓝染色法，该染色法与传统品红石碳酸溶液染色法、苏丹Ш乙醇溶液染色法相比，皮层和胚乳分别呈现蓝绿色和紫红色2种不同色系，适用于仪器图像分析颜色特征。
基于近红外光谱的大米加工精度等级快速判定
基于近红外光谱的大米加工精度等级快速判定陈坤杰;龚红菊;李毅念【摘要】The feasibility of instantaneously determining rice grade by using NIR spectroscopy and discrimination analysis was investigated.Sixty - six varieties of brown rice were milled for durations from 20s to 95s and a total of 198 rice samples with different milling yields were obtained and used in this study.The weighing and the staining methods were utilized to determine the milling yield and rice grade of each sample, respectively.The NIR spectra of each sample were selected by using a Fourier transform near infrared spectroscopy ( FT - NIR) system.The partial least square (PIS) was used to establish the calibration model for milling yield.Applying the calibration equation to the independent prediction set resulted in the lowest root mean squared error of prediction (RMSEP) of 0.0324％ and the highest determination coefficient ( R2 ) of 0.999 5.The relationship between rice grade and milling yield was discussed.It was found that the milling yield reduced logarithmically with the increase of the rice grade.Based on the predicted milling yield data by NIR calibration equation, the classification models of rice grade were developed with regression and discrimination analyses, respectively.The validation results show that the correct classification percents are 82.5％ for the logarithmic model and 98.33％ for the Mahalanobis distance discrimination model.%将30个粳稻、36个籼稻品种糙米碾削20～95s,得到不同糙出白率的白米.分别采用称重法和染色法测出每个样本的糙出白率和加工精度等级,用FT-NIR近红外光谱仪采集每个样本的近红外光谱,以偏最小二乘法建立稻谷糙出白率的定标模型并对模型进行验证,得到最小预测误差(RMSEP)为0.032 4%,相应的决定系数(R2)为0.999 5;对稻米加工精度等级与糙出白率关系进行统计分析,发现随着稻米加工精度等级的提高,糙出白率呈对数关系降低.基于预测得到的糙出白率,建立稻米加工精度等级判定模型,结果显示,对数模型的预测精度为82.5%,采用马氏距离判别法建立的模型预测精度可达98.33%.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2011(026)003【总页数】5页(P105-109)【关键词】近红外光谱;糙出白率;大米等级【作者】陈坤杰;龚红菊;李毅念【作者单位】南京农业大学工学院,南京,210031;南京农业大学工学院,南京,210031;南京农业大学工学院,南京,210031【正文语种】中文【中图分类】TS212.7稻谷经清理、砻谷、碾米等工序后制成大米。
大米等级标准对照表
大米等级标准对照表
在中国，大米按照加工精度可分为一等、二等、三等、四等4个等级。
以下是不同等级大米的具体标准：- 一级大米：背沟基本无皮、或有皮不成线，米胚和粒面皮层去净的占80%-90%；或留皮度在2.0%以下。
- 二级大米：背沟有皮，粒面皮层残留不超过1/5的占75%-85%，其中粳米、优质粳米中有胚的米粒在20%以下；或留皮度2.0%-7.0%。
- 三级大米：背沟有皮，粒面皮层残留不超过1/5的占80%以上。
- 四级大米：背沟有皮，粒面皮层残留不超过1/3的占75%以上。
除了上述等级标准外，大米还可按照产地进行分类，如GB/T19266（五常大米）、GB/T8824（盘锦大米）、GB/T20040（方正大米）、GB/T22438（原阳大米）等。
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农业机械学报
第 39 卷 第 1 期
光谱分析检测大米加工精度等级
陈坤杰 夏建春
【摘要】 通过光谱分析技术 ,测定了大米表面营养物质浸出液的光谱吸收峰值 ,研究了大米的加工精度与其
浸出液吸收峰值之间的关系 ,参照目前的大米加工精度等级国家标准 ,以浸出液的吸收峰值为基础 ,制定出中国大
稻谷的各种营养成分在稻谷各个部位的分布具 有显著差异 ,并且大米某些营养物质含量在其表层 和内部也有很大的不同 。有关研究结果表明[4～8 ] , 通过检测大米表面的某种营养成分含量 ,可以间接 知道大米的碾削程度 ,从而实现对大米加工精度的 判定 。如果能够进行大米表面营养成分的快速检 测 ,则可能实现大米加工精度的实时监测 。
有关研究表明 ,采用近红外技术对大米加工精 度进行鉴定是完全可行的[9～12 ] 。本文利用光谱分 析技术 ,测定大米表面营养成分含量 ,通过研究大米 表面营养成分的含量和碾削程度的关系 ,间接确定 大米的加工精度 ,以期建立大米加工精度的客观判 别标准和检测方法 。
1 实验材料与方法
1. 1 实验材料 实验材料包括由南京市六合远望米厂提供的武
2 结果与分析
211 不同碾削程度稻米加工精度的检测 将大米碾削不同时间 ,按上述方法进行处理 。
测得不同加工精度稻米表面营养浸出液的原始吸收 光谱曲线如图 1 所示 ,对该光谱曲线进行 FF T 平滑 处理后 ,结果如图 2 所示 。
图 1 不同碾削程度大米浸出试样原始吸收光谱
图 2 经过 FF T 平滑后的不同碾削程度大米浸出 试样的吸光值变化曲线
将实验稻谷挑拣出石子 、瘪稻等 ,砻谷后得到糙 米 。用电子天平称取 20 g 糙米倒入实验碾米机 ,固 定碾削压力 ,设定不同的碾米时间 ,得到不同加工精 度的稻米样品 。
稻米表面营养物质萃取及吸光值测定方法为 : (1) 用链条天平称取上述样品 10 g 置于烧杯 。 (2) 利用量筒量取 50 mL 三氯甲烷试剂 ,置入 烧杯并搅拌 5 min 。 (3) 将烧杯静置 5 min 后 ,取上层液体 10 mL 置 入另一烧杯作为待测样品 。 (4) 先以三氯甲烷试剂为本底测定其吸光值 ,再 将上述样品置入吸光池后放入分光光度计 ,选取不 同的波长 ,读取分光光度计的测量数据 。 (5) 从样品的测量数据中减去本底的测量数据 , 得到样品的实际吸光值 。每个实验重复 3 次 ,取算 术平均值 。 11313 不同碾削程度稻米加工精度检测 根据上述方法 ,将碾削时间分别设定为 40 、50 、 60 、70 、80 、90 s ,得到不同加工精度的大米 。然后采 用三氯甲烷作为萃取剂 ,进行表面营养物质的萃取 , 对不同加工精度大米样品试液进行光谱扫描 ,得到 其表面营养成分含量的原始光谱图 。最后对原始光 谱图进行平滑处理 ,分析吸收值与稻米加工精度之 间的关系 。 11314 大米加工精度的定量分级标准及预测 将碾削时间分别设定为 40 、50 、60 、70 、80 、90 s , 得到 6 组共 42 份 (每个碾削时间重复 7 次) 不同加 工精度等级的大米样品 ,浸出后测定各样品的吸光 值 。然后成立一个由 3 位评定人员组成的大米加工 精度评定小组 ,按照国标 GB 1354 —86 所描述的等 级划分原则 ,采用美蓝溶液染色法 (NM G) 进行样品
L GJ 415 型检验砻谷机 (浙江省台州市粮仪厂) 、 J NMJ3 型检验碾米机 (浙江省台州市粮仪厂) 、链条 天平(上海精密科学仪器有限公司 ,最小读数 01001 g) 和电子天平 (上海精密科学仪器有限公司 ,最小读数 0101 g) 。
实验所用光谱分析仪自行研制 ,主要分为硬件 和软件两个部分 。硬件为上海第三分析仪器厂生产 的 722 型分光光度计 ,波长范围 200～850 nm ,波长 分辨率 2 nm 。经改装后 ,通过 1 个接口电路 ,将分 光光度计 、步进电动机和 1 台个人计算机相连 。利 用计算机标准并口 ,实现数据的读入并驱动步进电 动机控制分光系统 ,对光谱波长进行自动选择以及 不同波长下数据的自动采集 。采用 VC + + 610 和 Matlab 混合编写系统程序 。 1. 3 实验方法 11311 基本原理
米加工精度的定量标准 。实验结果表明 ,大米的加工精度等级与其浸出液吸收峰值之间存在显著的关联关系 ,根
据大米浸出液吸收峰值进行国标内大米加工精度等级的判定 ,判定精度可以达到 9313 %。
关键词 : 大米 加工精度 光谱分析 检测
中图分类号 : TS21212 ; O439
文献标识码 : A
由图 2 可知 ,不同浸出试样在 222～302 nm 之 间有比较稳定的吸光值 ,在 302～324 nm 之间则发 生强烈的吸收并产生吸收峰值 。不同浸出试样的吸 收值有所不同 ,以吸收峰值的差异最为显著 。碾削 时间越长 ,吸收值越小 。表明碾削时间长的稻米 ,由 于其加工精度高 ,稻米表面皮层残留少 ,其浸出试液 中营养成分和灰分的含量相应较低 ,因此 ,吸光值 小 。假定吸光池及溶液中的杂质对各个波长下光线 的反射与折射完全一致 ,且认为在 220～240 nm 波 长范围内试样吸光值的变化主要是由吸光池 、杂质 等因素引起 。以该段吸收值的均值为基准 ,任何引 起数据变动的因素都可以认为是由营养成分的变化
表 3 加工精度预测结果
样本 序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
碾削时 间/ s 45 45 45 55 55 55 65 65 65 75 75 75 85 85 85
染色法判 定等级 标外 标外 标二 标一 标一 标一 特级 特级 特级 特级 特级 特级 特级 特级 特级
吸光峰值
01582 1 01624 8 01511 4 01321 4 01284 5 01356 7 01274 5 01215 7 01184 5 01157 8 01204 5 01134 5 01114 5 01138 7 01128 6
数值判断
标二 标二 标二 标一 特级 标一 特级 特级 特级 特级 特级 特级 特级 特级 特级
稻米加工精度与稻米的碾白程度高度相关 ,稻 米的碾白程度通常是通过调节碾米机的压力和碾削 时间进行控制 。在固定的碾削压力下 ,碾削时间越 长 ,稻米表面皮层残留量就越少 ,稻米的碾白程度就 越高 ,其加工精度亦越高 。因此 ,实验中 ,采用在固 定的碾削压力下 ,调节碾削时间来获得不同加工精 度等级的大米样品 。 11312 材料预处理与吸光值测定
其他不同加工程度武育粳 13 号稻米样本进行加工 精度预测 。
表 2 中国大米加工精度等级标准的吸收峰值区间
加工精度
品种
相对于基线的峰值
标外 标二 标一 特级
武育粳 13 号 武育粳 13 号 武育粳 13 号 武育粳 13 号
> 0164 0144～0164 0130～0144
< 0130
图 3 基于基线的吸收光谱
育粳 13 号粳稻和扬籼优 26 籼稻两种稻谷 。
实验中所采用的化学试剂包括 :乙醚 ,分析纯 , 南京化学试剂有限公司 ;石油醚 ,分析纯 ,杭州炼油 厂 ;三氯甲烷 ,分析纯 ,南京中东化玻仪器有限公司 ; 环己烷 ,优级纯 ,天津市科密欧化学试剂开发中心 ; 次甲基蓝 ,华东师范大学化工厂 ;曙红 ,上海试剂三 厂 ;硫酸 ,质量分数 98 % ,扬州市九九生物工程有限 公司 ;乙醇 ,分析纯 ,南京宁试化学试剂有限公司 。 1. 2 实验仪器与设备
第 1 期 陈坤杰 等 : 光谱分析检测大米加工精度等级
189
而引起 。将图 1 所示吸收曲线的各吸收值减去该基 准值 ,得到基于该基准的吸收值变化曲线如图 3 所 示 。图 3 亦表明 ,不同加工程度稻米浸出试样基于 基线的吸收峰值显著不同 ,因此 ,若以 302～324 nm 波段稻米浸出试样基于基线的吸收峰值为指示参 数 ,可以定量地确定稻米的碾削加工程度 。
等级的评定 ,取算术平均值作为样品的评定结果 ,据 此制定出各精度等级大米的吸光值区间 。最后 ,按 照通用的大米加工工序 , 将碾削时间分别设定为 45 、55 、65 、75 、85 s 进行碾削 , 每个碾削时间重复 3 次 ,制得 5 组 15 份大米样品 。测定其浸出试样的 吸光值 ,根据上述各精度等级大米的吸光值区间 ,判 定其加工等级 ,并与人工染色评定结果进行比较 ,评 价其预测精度 。
图 4 显示 ,经过不同碾削时间处理的稻米样品 , 具有明显不同的吸收峰值区间 。相关性分析证明 , 稻米的碾削时间与其吸收峰值区间之间具有显著的
相关性 ,表明不同加工精度等级的稻米 ,其吸收峰值 区间亦不相同 。
以人工评定小组对不同碾削时间样品的加工等
级Байду номын сангаас行判别 ,结果如表 1 所示 。
表 1 加工精度感官评定结果
3 结论
(1) 大米表面营养物质的含量与其浸出液的光 谱吸收值之间存在着密切的关系 。通过测定大米浸 出液中的营养物质含量 ,可以确定大米的加工程度 从而确定其精度等级 。
根据现行的国家标准 ,稻米加工精度等级主要 是通过加工后稻米表面皮层残留量来判定 。稻米的 营养成分主要有脂肪 、蛋白质 、碳水化合物 、纤维素 。 其中 ,脂肪 、蛋白质 、纤维素和灰分主要集中于稻米 皮层 ,因此 ,稻米皮层中其含量显著高于稻谷胚乳 。
收稿日期 : 2007201215 陈坤杰 南京农业大学工学院 教授 博士生导师 , 200031 南京市 夏建春 常州纺织服装职业技术学院 讲师 , 213164 江苏省常州市
评定人员 序号
1 2 3 平均
40 标二 标二 标外 标二
50 标一 标一 标二 标一
碾削时间/ s
60 特级 标一 特级 特级
70 特级 特级 特级 特级