近红外_NIRS_和粗蛋白预测氨基酸含量的精度比较研究_丁丽敏

可见/近红外光谱技术无损检测新鲜鸡蛋蛋白质含量的研究吴建虎，黄钧（山西师范大学食品科学学院，山西临汾 041000）摘要：鸡蛋是一种重要的食品，蛋白质是鸡蛋的主要营养成分。

本研究利用可见近红外反射光谱技术无损检测新鲜鸡蛋的蛋白质含量。

使用光谱仪获取新鲜鸡蛋在400~1100 nm波段范围内的漫反射光谱; 分别使用多元散射校正(MSC)法和一阶导数法(1-D)对反射光谱进行预处理；对反射光谱、MSC处理光谱和1-D光谱，使用逐步回归法判别法选择最优波长组合，建立多元线性回归模型，使用全交叉验证法验证模型。

结果表明，可见/近红外反射光谱经过多元散射校正后，确定的10个最优波长（400、403.16、407.9、714.6、715、715.58、970.4、970.75、973和974.45 nm）组合建立模型的校正和验证结果最好：选定模型的校正结果为R=0.92，SEC=0.42%；验证结果为Rcv=0.89，SECV=0.47%。

研究表明可见/近红外反射光谱技术可以较好的预测新鲜鸡蛋的蛋白质含量，本研究可为可见近红外光谱技术在鸡蛋营养成分的快速检测提供一定的理论基础。

关键词：鸡蛋；蛋白质；反射光谱；逐步回归分析文章篇号：1673-9078(2015)5-285-290 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2015.5.045 Non-destructive Detection of Protein Content in Fresh Eggs byVisible/near-infrared Reflectance SpectroscopyWU Jian-hu, HUANG Jun(Institute of Food Sci ence, Shanxi Normal University, Linfen 041000, China) Abstract:Eggs are considered an important food item, containing protein as the main nutrient. The aim of this study was to non-destructively detect protein content in eggs by visible (VIS)/near-infrared (NIR) reflectance spectroscopy. VIS/NIR raw reflectance spectra of fresh egg samples were acquired in the wavelength range of 400 to 1000 nm. The raw spectrum was pretreated with multiplicative scatter correction (MSC) and first-derivative (1-D) methods and step-wise regression discrimination method was used to select the optimal wavelength combination to establish multi-linear regression (MLR) models. Full cross-validation was used to validate the model. The results showed that after MSC treatment of VIS/NIR reflectance spectra, the MLR model, based on ten optimal wavelengths (400, 403.16, 407.9, 714.6, 715, 715.58, 970.4, 970.75, 973, and 974.45 nm) produced optimum calibration and validation results. For the calibration result, the correlation coefficient (R) was 0.92 and the standard error of calibration (SEC) was 0.47%. The model provided good prediction values for egg protein content with the correlation coefficient of cross validation (Rcv) at 0.89 and standard error of cross validation (SECV) at 0.47%. This study demonstrated that the VIS/NIR reflectance spectral technique provides a good prediction of the protein content in fresh eggs, and the VIS/NIR technique has potential applications in rapid detection of egg nutrients.Key words: egg; protein; visible/near-infrared reflectance spectrum; step-wise regression analysis我国是世界禽业大国，家禽业是我国农业主要支柱产业之一，自1985年以来我国的鸡蛋产量一直稳居世界第一，2008年我国鸡蛋产量为2702.2万t，占世界鸡蛋产量的40%[1]，我国鸡蛋资源丰富，鸡蛋产品收稿日期：2014-08-22基金项目：山西省高等学校科技创新项目资助；国家自然科学基金资助项目（31101359）作者简介：吴建虎（1978-），男，博士，副教授，研究方向：食品无损检测技术与装备的检测、分级、深加工及出口均具有极为广阔的发展空间。

第３４卷，第９期 光谱学与光谱分析Vol 畅３４，No 畅９，pp ２３７７‐２３８１２０１４年９月 Spectroscopy and Spectral Analysis September ，２０１４　近红外分析技术在食品氨基酸检测中应用的研究进展於筱岚１，徐　宁２，３，何　勇２倡１畅浙江大学农业与生物技术学院，浙江杭州　３１００５８ ２畅浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州　３１００５８３畅浙江工业大学药学院，浙江杭州　３１００１４摘　要　综述了近红外分析技术在农作物生长及食品加工处理过程中氨基酸检测的应用情况，及其研究进展。

对近红外分析食品氨基酸应用中涉及的化学值HPLC 检测以及化学计量学方法进行总结，对相关原始文献中的数据、资料和主要观点进行整理和归纳。

对氨基酸的HPLC 、化学计量学分析方法及其在农作物品质监测、茶叶中氨基酸和茶多酚含量的同时测定、饲料品质鉴定、奶酪火腿肉制品中氨基酸及其他化学成分含量的测定情况进行了综述，分析了方法的优缺点并对近红外分析技术在食品氨基酸检测中应用进行了展望。

近红外光谱在氨基酸检测中应用的发展需基于氨基酸高效液相色谱检测的化学值来建立相应的模型，模型传递的问题是目前制约其大范围推广的主要原因。

在线分析可以监测从原料到产品的整个反应变化过程，满足食品从生产到销售等领域中品质实时监控的需求，将是今后重要的发展方向。

关键词　近红外光谱；氨基酸；食品中图分类号：O ６５７畅３ 文献标识码：A DOI ：１０畅３９６４／j 畅issn 畅１０００‐０５９３（２０１４）０９‐２３７７‐０５　收稿日期：２０１３‐１０‐０４，修订日期：２０１４‐０１‐２０　基金项目：国家自然科学基金项目（３１０７１３３２）和国家支撑计划项目（２０１１BAD ２１B ０４）资助　作者简介：於筱岚，女，１９９２年生，浙江大学农业与生物技术学院茶学系本科生 e ‐mail ：hangzhouyxl ＠１６３．com倡通讯联系人 e ‐mail ：y he ＠zju 畅edu 畅cn引　言 氨基酸分析是食品、农业生产，化学工业以及生命科学研究和应用中最重要的技术之一。

专利名称：一种提高近红外光谱分析技术蛋白质含量建模基础数据准确性的方法
专利类型：发明专利
发明人：臧恒昌,孙钟毓,聂磊,李丹阳,井金荣,杜冉冉,刘瑞琛,于宸
申请号：CN201811454923.9
申请日：20181130
公开号：CN109324018A
公开日：
20190212
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于蛋白含量检测领域，具体涉及一种基于“数据均值化”思想提高近红外光谱分析技术中基础数据即蛋白检测数据准确性的方法。

现有技术中针对蛋白含量的检测问题，通常采取3次测量求平均的方法以提高数据的准确性。

本发明将“数值均值化”的思想应用于蛋白含量检测的问题，获取了蛋白含量测量的最佳测量次数，多次测量求平均以提高蛋白检测数据的准确性。

应用于近红外光谱分析技术人血浆蛋白含量建模的基础数据检测，基础数据的平行测量次数应为39次。

利用该方法建立的近红外光谱分析模型相比重复三次平行测量求平均建模的RMSEP提高了23.28％，本发明方法应用于血浆蛋白的检测，具有重要意义。

申请人：山东大学
地址：250061 山东省济南市历下区经十路17923号
国籍：CN
代理机构：济南圣达知识产权代理有限公司
代理人：王志坤
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近红外光谱技术无损检测虾干中磺胺类药物夏慧丽;黄凌【摘要】In order to achieve rapid nondestructive determination of sulfadiazine and sulfamethazine contents in dried shirimp,near-infrared quantitative models were established by fitting the near-infrared diffuse reflectance spectral data of prawn with its chemical values. The models were further developed by partial least square (PLS) regression and the correlation coefficients of the calibration models obtained were above 0.98 and 0.94 , respectively, which gave more reliable prediction than its near-infrared transmission counterpart. The RMSECV values were both less than 6%, showing excellent effectiveness of the models developed in this study in predicting SAs contents in dried prown.%通过虾干的近红外反射光谱与拟合其中所含磺胺药物含量，建立近红外定量模型，用于虾干中磺胺药物快速无损检测。

模型采用偏最小二乘法（PLS）拟合，磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶的定标模型相关系数分别达0.98和0.94以上。

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用近红外反射光谱评估不同肉鸡饲料配方
作者：
来源：《中国动物保健》2014年第03期
近红外反射光谱（NIRS）是可以快速有效预测植物和动物组织中养分含量的工具，可以
校准用于原料的养分预测。

研究人员试验了用NIRS评估不同肉鸡饲料配方。

将1400只0日龄Ross 308混合性别的肉鸡分为育雏料（1～21日龄）和育肥料（22～48日龄）两个阶段饲喂。

试验比较了使用下列4种值配制的日粮：营养价值表中的总氨基酸（TAA）值（T1）；来自NIRS的TAA值（T2）；来自NIRS的可消化氨基酸（DAA）值；来自NIRS的DAA和代谢能值（T4）。

在21日龄时，T3和T4的鸡明显重于T1（708和698比688g）。

T3的饲料转化率明显低于T1（1.524比1.611）。

采食量和死亡率没有发现差异。

在42日龄时，T3和T4的鸡明显比T1重（2.296和2.296比2.226 kg）。

T3的采食量高于T1和T2（4.121 比4.032和4.039 kg），但是各处理在饲料转化率上没有差异。

在48日龄时体重、采食量、饲料转化率、死亡率、胴体产量（%）、胸肉产量（%）或胸肌胴体比值没有差异。

结果表明，使用NIRS
作为原料氨基酸含量的信息源配制饲料提高了21和42日龄的肉鸡体重，而对饲料转化率没有影响。

（李凯年摘编自：The Poultry Site 网站2014-02-11）。

应用近红外(NIRS)技术分析小样品油菜籽粒含油量及硫甙含量张美华;刘丽;俎峰;王敬乔【摘要】[Objective]In this study, the oil content and glucosinolate content of 193 Brassica napus seed samples(3.0 g)and small samples (0.3 g) were analyzed through the NIRS technology and their regression models were also studied in order to establish mathematical models for the practical detection of oil content and glucosinolate content in small rapeseed samples. [ Method ]The oil content and glucosinolate content in Brassica napus seeds were determined by utilizing the NIRS technology, and then the SPSS 18.0 software was used to carry out the regression analysis. [Result]Within the many regression models for determining the oil content and glucosinolate content in small rapeseed samples, the quadratic model was the best fitting model, and the regression equation was respectivelyy=40.190+0.892x-0.007x2(R2=0.970)and y= -92.040+0.748x+0.002x2(R2=0.960)(y represents the constant measurement results, x represents small figures measurement results). [Conclusion]The quadratic regression equation could effectively transfer the small sample data results into constant conversion data analysis results, therefore able to lay the foundation for breeding Brassica napus varieties with high oil content and low glucosinolate content.%[目的]对193份甘蓝型油菜籽粒进行常量样品(3.0 g)及小量样品(0.3 g)含油量及硫甙含量近红外光谱分析技术(NIRS)分析和回归模型研究,以期在育种过程中建立实用的油菜小样品含油量及硫甙含量测定数学模型.[方法]利用NIRS对甘蓝型油菜籽粒进行含油量及硫甙含量测定,并进行回归分析.[结果]在众多回归模型中,对于小量样品籽粒含油量及硫甙含量,二次模型均为最优拟合模型,回归方程式分别为:y=40.190+0.892x-0.007x2(R2=0.970);y=-92.040+0.748x+0.002x2(R2=0.960)(y为常量测量结果,x为小量测量结果).[结论]获得的二次回归方程式可以很好地将小量样品测定数据转化为常量样品分析结果,为高含油量和低硫甙油菜品种的选育奠定基础.【期刊名称】《南方农业学报》【年(卷),期】2013(044)001【总页数】5页(P28-32)【关键词】近红外;甘蓝型油菜;含油量;低硫甙;回归分析【作者】张美华;刘丽;俎峰;王敬乔【作者单位】云南省农业科学院经济作物研究所,昆明650205;云南省农业科学院经济作物研究所,昆明650205;云南省农业科学院经济作物研究所,昆明650205;云南省农业科学院经济作物研究所,昆明650205【正文语种】中文【中图分类】S565.40 引言【研究意义】油菜既是我国重要的油料作物，又是优质的蛋白饲料作物，其种植面积和总产量均居世界第一（王汉中，2002；涂金星等，2007）。

标题：近红外光谱（NIRS）分析技术及其在农业中的应用作者：---- 摘自：农林科学院玉米研究中心摘要论述了近红外光谱（NIRS）分析技术的原理、技术发展进程及其应用现状、发展前景。

关键词：近红外光谱分析作物育种品质抗病虫应用在电磁光谱（EMS）中，400～700nm的可见光使生命得以生存，而位于可见光之外的近红外光谱（NIR，波长为0.75～2.5μm）可以分析生物的所有组分。

近红外光谱（Near Infrared Spectroscopy，简称NIRS）分析技术是20世纪80年代后期迅速发展起来的一项测试技术，在欧美等国，NIRS已成为谷物品质分析的重要手段。

由于可以非破坏性的分析样品中的化学成分，为当前作物育种研究领域的品质育种提供了一个新的技术手段。

1 NIR作为一种分析手段，可以测定有机物以及部分无机物。

这些物质分子中化学键结合的各种基团（如C=C，N=C，O=C，O=H，N=H）的伸缩、振动、弯曲等运动都有它固定的振动频率。

当分子受到红外线照射时，被激发产生共振，同时光的能量一部分被吸收，测量其吸收光，可以得到极为复杂的图谱，这种图谱表示被测物质的特征。

不同物质在近红外区域有丰富的吸收光谱，每种成分都有特定的吸收特征，这就为近红外光谱定量分析提供了基础。

但由于每一物质有许多近红外吸收带，某一成分的吸收会与其他成分的吸收发生重组，因此当测定某一复杂物质，如豆饼中的粗蛋白质时，在所选择的近红外光谱区会受到水、纤维、油吸收的干扰。

Herschel在1800年发现NIR光谱区，但NIR区的倍频和合频吸收弱、谱带复杂和重叠多，信息无法有效的分离和解析，限制了其应用。

随着光学、电子技术、计算机技术和化学计量学的发展，多元信息处理的理论与技术得到了发展，可以解决NIR术是依据某一化学成分对近红外区光谱的吸收特性而进行的定量测定，所以应用NIR光谱进行检测的技术关键就是在两者之间建立一种定量的函数关系。

近红外光谱技术在某种蛋白质检测中的应用研究近年来，近红外光谱技术在食品安全、药品检测等领域得到了广泛的应用，其非侵入性、快速、经济、准确的检测特点，使其成为了一种十分优秀的实验手段。

本篇文章从这方面入手，分析近红外光谱技术在某种蛋白质检测中的应用研究，并从实验、数据、应用、未来几个方面加以探讨。

一、实验设计近红外光谱技术简单易行，通常只需取样、干燥、粉碎或挤压等简单处理后进行检测。

在该研究中，我们选取了一种特定的蛋白质作为研究对象，用不同的实验方法来检测其红外谱图，并对比分析其不同特征点的变化情况。

同时，我们针对实验过程中可能出现的干扰因素进行了预先分析、处理和控制。

二、数据分析通过实验，我们获得了大量的数据，并采用数理统计的方法对其进行了分析。

我们发现，不同样品之间的差异有时可以通过多元回归方法来克服，同时，还可以通过拟合收益来优化模型的可靠性和稳定性，并得到更加准确的结论。

三、应用意义近红外光谱技术作为一种高效的检测技术，其应用还不局限于食品、药品等一些实用领域，还可以用于蛋白质结构分析、细胞成分分析等其他方面。

同时，其快速、非侵入性的检测特点也为这种技术在临床诊断、疾病治疗等方面提供了有利的条件。

四、未来展望近红外光谱技术作为一种前沿的检测技术，其应用前景十分广阔。

在未来，我们将通过进一步的研究，来挖掘这种技术的更多特点和优势，并将其应用到更多领域中去。

同时，我们还将继续优化实验方法，以实现更加准确和可靠的检测结果。

综上所述，近红外光谱技术在某种蛋白质检测中的应用研究已经取得了显著的成果，其应用前景十分广阔。

我们相信，在未来，这种技术将会更加成熟和完善，为我们的生产、生活和医疗健康等方面提供更好的保障和服务。

近红外技术快速测定饲料氨基酸含量
佚名
【期刊名称】《山西饲料》
【年(卷),期】2014(000)005
【摘要】通常，饲料原料的氨基酸含量是通过离子交换（IEC）或高效液相色谱（HPLC）方法测定。

这些方法由于费用极其昂贵，而且所需时间很长，用于饲料厂的配方调整和质量控制，不切实际。

【总页数】3页(P34-36)
【正文语种】中文
【中图分类】S816.48
【相关文献】
1.应用近红外技术快速测定饲料原料氨基酸含量 [J], 任继平;黄苏西
2.近红外技术及其在预测饲料原料总氨基酸含量上的应用 [J], 张维军;江逆
3.基于近红外技术的苎麻叶半纤维素、纤维素、木质素及Cd含量快速测定 [J], 刘艳; 马玉申; 邢虎成; 刘泽航; 揭雨成
4.利用近红外技术快速测定垂穗披碱草NDF和ADF的研究 [J], 季晓菲;游明鸿;吴婍;陈丽丽;闫利军;雷雄;李达旭;白史且
5.利用近红外技术快速测定垂穗披碱草NDF和ADF的研究 [J], 季晓菲;游明鸿;吴婍;陈丽丽;闫利军;雷雄;李达旭;白史且
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饲料检测近红外光谱法检测玉米蛋白粉中17种氨基酸含量宋涛杜雪莉刘耀敏通威股份有限公司为准确评价玉米蛋白粉的质量情况，传统的粗蛋白检测已无法满足饲料企业的需要，目前玉米蛋白粉的氨基酸检测已越来越重要。

而大批量的经典化学方法检测不仅检测周期长，而且检测费用高，因此，大型饲料企业迫切的需要一种快速及准确的氨基酸检测方法。

近红外光谱分析(NIR技术是近年来发展起来的一种新型的快速分析检测技术，适合于多组分的定性和定量分析。

具有检测速度快、通量高、不损耗样品、多成分同时分析及运行成本低等诸多优点。

根据饲料在近红外光谱区域的光学吸收特性，通过对已知化学成分含量的样品与其近红外反射光谱的回归分析，建立起预测模型，从而对同一种类及其相似类型的未知样品进行估测。

在饲料成分和品质检测方面已得到广泛的应用。

在建立定标模型之前，为了得到更稳定的模型，需对光谱数据进行预处理，光谱预处理方法包括，数学预处理和散射校正。

定标模型进行内部交互验证，以交互验证标准差SECV 最小来确定模型的主成分因子数。

NIR 技术采用的建模方式有很多，如:主成分分析、多元线性回归、逐步线性回归和偏最小二乘法等，试验重点讨论主成分分析（PCR）、偏最小二乘法（PLS）与改进的偏最小二乘法（MPLS）在玉米蛋白粉定标模型建立时的不同，并采用MPLS 建立了合适的预测模型。

碎机(FW100型对样本进行粉碎，使其全部通过40目筛，并混合均匀。

1.2 近红外光谱分析仪丹麦FOSS 公司生产的NIRsystem 3750系列5000光栅型近红外光谱分析仪；光源为钨卤灯，检测器为硫化铅，往复移动式样品池，标准陶瓷片作为参比，波谱带宽为（10±1）nm；波长精确度为0.015 nm；波长准确度为0.15 nm。

近红外仪参数设定：扫描范围1 100 ~2 500 nm；扫描方式为单光束快速扫描；扫描速度为1.8 次全扫描/秒；扫描间隔2 nm。

1.3 样本氨基酸值的化学分析所有样本均使用日立L-8900型氨基酸分析仪，按照国家标准《GB/T 18246-2000 饲料中氨基酸的测定》进行检测。

近红外光谱分析法（NIRS）测定棉籽粉中油分含量的研究汪旭升;陆燕;吴建国【期刊名称】《浙江农业学报》【年(卷),期】2001(013)004【摘要】选用棉花的不同品种（包括各种特色棉）材料248份，进行常规成分的定标和校验。

定标结果表明，采用改进的偏最小二乘法（Modified PLS）和（3,5,5,1）的数学转换的方法得到的定标效果最好，其定标决定系数（RSQ=0.9335）和可解释的变异(1-VR=0.9131)最高，定标标准误差（SEC=0.7905）和交互校验标准误差(SECV=0.9024)最小。

预测结果表明，其决定系数（RSQ=0.9780）也明显高于其它方法,同时具有最低的预测误差(SEP=0.508)和校准偏差的预测误差(SEP(C)=0.4910)。

由此可见，用近红外光谱法测定棉籽粉的油分具有与化学法相近的准确性和精确性，可以在实践中应用。

【总页数】5页(P218-222)【作者】汪旭升;陆燕;吴建国【作者单位】浙江大学农业与生物技术学院农学系,;浙江大学农业与生物技术学院农学系,;浙江大学农业与生物技术学院农学系,【正文语种】中文【中图分类】Q657.33;S562【相关文献】1.近红外光谱(NIRS)法与重量法测定油菜硫苷含量的比较 [J], 郑治洪2.棉籽17种氨基酸含量的NIRS定标模型构建与测定方法研究 [J], 黄庄荣;陈进红;刘海英;祝水金3.近红外反射光谱法(NIRS)测定棉仁粉中蛋白质和棉酚含量的研究 [J], 秦利;沈晓佳;陈进红;祝水金4.近红外反射光谱(NIRS)测量棉子中油份和蛋白质含量的研究 [J], 徐鹏;郭婷婷;张香桂;倪万朝;沈新莲5.近红外光谱技术快速测定棉籽粕,菜籽粕真可利用氨基酸含量的研究 [J], 丁丽敏;计成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

蛋白饲料原料粗蛋白含量近红外光谱模型转移研究丁柯;张月敬;沈广辉;于贤龙;杨增玲;刘贤【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2016(036)005【摘要】The near infrared spectrometric quantitative model of protein feed and its sharing in different instruments can greatly improve the utilization efficiency of the model and meet the needs of rapid development of feed industry.Considering the issue of applicability of near infrared spectrometric models for crude protein of protein feed materials,calibration transfer was explored among three types of instruments using spectral subtraction correction,direct standardization and piecewise directs standardiza-tion methods for the first time.Four kinds of protein feed raw materials were involved in the present study,corn protein pow-der,rapeseed meal,fish meal and distillers dried grains with soluble.The experimental instruments included MATRIX-I Fourier transform near infrared instrument (master instrument),Spectrum 400 Fourier transform near infrared instrument (slave 1 instrument),and SupNIR-2750 grating near infrared instrument (slave 2 instrument).Results showed that the spectral data difference for all the samples between the master and slave 2 instrument was relatively small,and the difference between the master and slave 1 instrument,and slave 1 and slave 2 instrument were relatively large.All the root mean square error of predic-tion and biasvalues after calibration transfer were lower than the values before calibration transfer,except that no improvement was found for the prediction of corn protein powder of slave 2 instrument corrected by piecewise direct standardization method. The relative prediction deviation (RPD)of corn protein powder,rapeseed meal and distillers dried grains with soluble transferred by all three methods were higher than 3,which indicated good predictions,while the RPD of fish meal were all higher than 2.5, which indicated relative good predictions.All three techniques used in the study were effective in the correction of the difference between different instruments for protein feed materials.This study is of important practical significance for the application of near infrared spectrometric models for crude protein of protein feed materials.%建立良好的蛋白饲料近红外光谱定量分析模型及实现在不同仪器间的模型共享,能极大提高模型的利用效率,满足饲料行业快速发展的需要。