。酱香型白酒以高粱为主要原料发酵而成,其淀粉含量尤其是支链淀粉对产品质量至关重要。傅里叶变换近红外光谱法因其准确性、稳定性以及快速无损检测等特点,在建立总淀粉、直链淀粉和支链淀粉同时定量分析模型方面得到了较为成功的应用。
结果表明,总淀粉、直链淀粉以及支链 淀粉的定量分析模型相关系数分别达到0.9549、0.9236和0.9401,交互验证均方根误差分别为1.0271、0.0885和1.2646。可见,基于近红外光谱技术的定量分析方法可适用于高粱中总淀饭、高粱籽粒中的直链 淀饭与支链 淀饭的同时定量分析。
关键词:直链 淀饭; 支链 淀饭; 傅里叶变换近红外光谱; 定量分析
在酿酒产业中,对原料品质控制十分重要,但目前多数生产厂家并没有成熟评价体系。在寻求一种准确测定糯高粱籽粒中总含有物及其中直链与支链含有的科学手段时,傅里叶变换近红外光谱法由于其优越性能,如样品用量少、预处理简单、高效快捷且不破坏样品,被广泛应用于食品安全监控领域。
通过实验研究,我们采用Spectrum400傅里叶变换红外光谱仪进行了实验室测试,并配备U-3010紫外可见分光光度计及WZZ-2S 旋光仪,以便精确测定各类标准溶液。此次研究共选取63份不同产地来源的糯高粱样品,并将它们经历了细磨筛后使用,以供实验室检测及数据采集。
我们首先通过旋转比色法来确定糯高粱籽粒中的总含有物,然后再通过改进后的紫外-可见分光吸收学方法来测定的直线与侧线含有物。这两种方法结合起来,可以提供一个相对全面的关于糯高粱籽粒组成的一般信息,从而帮助酿酒工人更好地掌握生产过程中的关键参数。
接下来,我们使用傅里叶变换近红外波长范围内所有可能反射或吸收波长区间(1100~900nm)的积分球附件进行了扫描,这一过程累积扫描128次,每次扫描速率设为每秒200cm/s,而最终输出图形所需时间约为20分钟左右。在此基础上,我们运用偏最小二乘算法(Partial Least Squares, PLS)从这些数据集中提取出能够代表具体组件存在情况的一个或多个指标,从而实现对不同组件存在比例之比值变化趋势的一致性的描述;然后利用这些指标构建一个数学模型,该模型可以根据输入信号直接给出需要计算出的组件类型及其数量占比,以及预期所需时间短仅几秒钟,即使对于大量数据也能保持良好的速度和准确性。而这个步骤是整个工作流程中最耗时也是最复杂的一部分,因为它涉及到大量数学运算并需要具有丰富经验的人才去调试以保证最后结果尽可能接近实际情况。
经过严格的测试和校正,我们发现这项新技术在实际操作上表现出了极大的潜力,它不但提高了工作效率,而且还显著降低了成本,同时保留着传统方法无法匹敌的地理信息细节。因此,不难看出,在未来的发展趋势下,将会更多地依赖于这种结合传感器系统与智能化处理能力的手段,以满足日益增长的人口需求,同时保护环境资源,为社会带来更加健康又美味饮食选择。