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基于多源光谱信息融合的大米储藏过程早期霉变阶段判别
来源:导入 阅读量: 1 发表时间: 2026-06-10
作者: 张圆浩,闫海阳,韦紫玉,程谦伟,胡永志,黄光伟,李庆浩,陈通
关键词: 大米;早期霉变;红外光谱;特征融合;定性判别
摘要:

为实现大米储藏过程早期霉变阶段的快速、无损鉴定,通过测定大米霉变过程中水分含量、脂肪酸值与菌落总数的变化,结合近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIR)与傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)监测其组分与结构变化,并借助机器学习算法,分别基于单一光谱、数据级融合与特征级融合策略,构建大米早期霉变阶段的判别模型。结果显示,大米霉变过程呈现明显的阶段性特征,在初始阶段(0~29 d),水分含量先快速上升,随后达到动态平衡并再次上升,脂肪酸值持续上升而菌落总数保持低位,表明初期劣变以生化降解为主;在霉变爆发阶段(30~33 d),水分含量显著上升后出现回落,脂肪酸值达到峰值后因微生物利用而下降,同时菌落总数呈现指数级增长,表明微生物活动成为品质劣变的主导因素。经光谱预处理与特征提取后,基于NIR的支持向量分类器(support vector classifier,SVC)模型识别率为96.8%,基于FTIR的SVC模型识别率为93.5%,而经特征级融合后的SVC模型识别率提高至100%。综上可知,NIR与FTIR在大米早期霉变品质监测中具有互补优势,能够有效实现霉变阶段的精确判别,为大米早期霉变过程的现场快速检测提供了可行的光谱分析策略。

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