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黃瓜貯藏中微生物信息三維熒光判別及其數(shù)量監(jiān)控模型構建
來源:食品科學網(wǎng) 閱讀量: 131 發(fā)表時間: 2021-04-09
作者: 劉雪茹,李欣,殷勇,于慧春,袁云霞,李孟麗
關鍵詞: 三維光譜信息;微生物數(shù)量;交替三線性分解;熒光區(qū)域積分;多元逐步回歸;監(jiān)控模型
摘要:

為實現(xiàn)黃瓜貯藏過程中基于微生物內源熒光信息的微生物數(shù)量變化情況的快速實時監(jiān)控,并為腐敗預判提供依據(jù),在不同貯藏時間對黃瓜表面進行三維熒光信息采集。運用多項式插值方法去除原始光譜中的瑞利散射,并進行Savitzky-Golay多項式平滑降噪處理。采用核心一致診斷(core consistency diagnostic,CORCONDIA)法對組件數(shù)進行估計,以避免黃瓜在貯藏過程中表面微生物自身的代謝作用對樣本熒光信號的分析造成干擾。運用交替三線性分解(alternating trilinear decomposition,ATLD)算法,按該組件數(shù)對三維熒光矩陣進行分解,獲得不同組件的相對激發(fā)強度光譜、相對發(fā)射強度光譜和相對濃度陣。解析結果表明:通過CORCONDIA法在函數(shù)值大于60%的前提下,確定組件數(shù)為4。以ATLD算法分解出的4 個組件中,組件1和組件3呈現(xiàn)特殊雙峰結構,其特征激發(fā)-發(fā)射光譜與微生物主要內源熒光物質,即類色氨酸和類酪氨酸的熒光指紋圖譜吻合,且組件1所代表的類色氨酸具有較高的熒光量子產(chǎn)率。運用熒光區(qū)域積分法對組件1的特征光譜中高激發(fā)類色氨酸和低激發(fā)類色氨酸區(qū)域的熒光總量進行定量分析,并用多元逐步回歸方法構建了標準化區(qū)域積分值與微生物數(shù)量間的函數(shù)關系。回歸分析結果顯示,采用二元四次逐步回歸方法構建的回歸模型決定系數(shù)R2可達98.309 8%。采用1 個未參與模型建立的樣本對預測模型進行檢測,獲得微生物數(shù)量的相對誤差為1.037 1%。結論:在對黃瓜表面熒光光譜中微生物信息判別的基礎上,可以實現(xiàn)黃瓜貯藏過程中基于微生物三維熒光信息的微生物數(shù)量變化監(jiān)控模型的構建,為實時監(jiān)控腐敗進程提供依據(jù)。

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