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我國在牛奶中紅外光譜儀器標準化領(lǐng)域研究取得突破

2024-10-17 10:18:02 來源:中國食品報 閱讀量:11383

  近日,從華中農(nóng)業(yè)大學獲悉,該校研究人員在牛奶中紅外光譜儀器的標準化研究領(lǐng)域取得重要進展。
 
  據(jù)研究人員介紹,傅立葉變換中紅外光譜法(FT-MIRS)通過掃描牛奶樣品確定特定的化學鍵,形成由單個紅外光波數(shù)透射率/吸光度組成的光譜曲線,最終結(jié)合機器學習算法形成的函數(shù)與超參數(shù)組合來構(gòu)建模型并預測奶牛生產(chǎn)性狀,從而快速、批量地對奶牛的產(chǎn)奶性狀、生理性狀、環(huán)境釋放性狀等進行檢測和遺傳分析與選育。
 
  目前,F(xiàn)T-MIRS技術(shù)已廣泛應用于奶牛生產(chǎn)性能測定和奶牛群體改良,但不同儀器對FT-MIRS測定靈敏度、激光強度和穩(wěn)定性存在顯著差異。“僅一臺儀器測定獲得的光譜直接應用于其他儀器,通常會導致預測模型的準確性降低,無法直接整合并應用到表型指標預測及相關(guān)研究。因此,需要對FT-MIRS儀器之間進行光譜校正,從而進行模型校準和轉(zhuǎn)移使用。”研究人員介紹,現(xiàn)有研究主要側(cè)重于分段直接標準化(PDS)、追溯百分位標準化等校正方法,但均未考慮光譜的共線和冗余性質(zhì),應用方面的靈活性欠佳,準確性也需進一步優(yōu)化。
 
  該研究則提出了一種基于凝聚聚類(AC)的波段分段方式,在PDS之前根據(jù)樣本對不同儀器間每個波數(shù)的光譜響應進行靈活的窗口選擇。同時,還將優(yōu)化后的ACPDS方法與單波點直接標準化及PDS的光譜重現(xiàn)性水平、運算時間、內(nèi)存占用以及乳成分模型預測的重復性水平進行比較,并研究和優(yōu)化FT-MIRS標準化的應用條件,提出了使用的流程和策略。
 
  業(yè)內(nèi)人士指出,該研究創(chuàng)建的ACPDS方法進一步提升了不同F(xiàn)T-MIRS儀器間的標準化水平,打破了國外的技術(shù)壟斷,為基于FT-MIRS預測模型的廣泛應用開辟了新途徑。
 
  (楊曉晶)

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