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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：11319

　　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(yù)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(yīng)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(yīng)用于其他儀器，通常會導(dǎo)致預(yù)測模型的準確性降低，無法直接整合并應(yīng)用到表型指標預(yù)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(yīng)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(yīng)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(yù)測的重復(fù)性水平進行比較，并研究和優(yōu)化FT-MIRS標準化的應(yīng)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(yù)測模型的廣泛應(yīng)用開辟了新途徑。
 
　　（楊曉晶）

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