专利名称：一种快速检测油菜籽芥酸或硫甙含量的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉油菜籽芥酸检测技术领域，尤其涉及一种快速检测油菜籽芥酸或硫 甙含量的系统。
背景技术：
油菜是我国主要的油料作物和蜜源作物之一，油菜籽是制浸油脂原料主要品种之 一。油菜的种植面积占全国油料作物总面积的40%以上，产量占全国食用植物油总产量的 60%以上，居世界首位。油菜籽品质指标的快速评价和检测对油菜种植和生产具有重要意 义。油菜籽中硫甙、芥酸的含量是评价油菜籽品质好坏的重要指标。优质油菜为低硫甙、低 芥酸的双低油菜，由双低油菜榨制的菜籽油芥酸含量低，营养价值高，有益于人体健康。由 此，对油菜籽中芥酸、硫甙含量进行快速、精确测定，可以将双低优质油菜与普通油菜区分 开来，实行分开收购，单独加工，实现双低油菜的优质优用。传统的油菜籽芥酸含量检测多采用纸层析法(专利CN85103044A)、比浊法(专利 01133506. 8)和气相色谱法等，这些方法均需对油菜籽样本进行预处理，处理过程费时费 力，且预处理和测定过程中需要大量化学试剂，对环境造成了一定的污染。因此急需一种能 够快速、无损、准确的方法和系统来测定油菜籽中芥酸的含量。中国专利申请01133507. 6公开了取1 5g菜籽样品粉碎后，称取0. 20 0. 80g 置于具塞试管中，加入1. 0 5. Oml蒸馏水，摇勻，发生硫甙降解反应，反应数分钟后过滤， 取20 80 μ 1滤液置于硫甙测试板，加入磷酸二氢钾水溶液60 240 μ 1反应数分钟后， 形成有色产物，由于溶液颜色深浅与样品中硫甙含量有关，采用分光光度法并根据标准曲 线用测量仪即可测定硫甙含量，该方法同样需要对样品预处理，操作复杂，不能现场操作。可见/近红外光谱可以反映物质内部的有机成分，特别是C-H、0-H、N-H等基团的 倍频和合频吸收，可用于定量测定物质有机物质的含量。光谱技术已广泛应用于农业、食 品、石油化工、制药、饲料等行业。发明内容本实用新型提供了一种快速检测油菜籽芥酸或硫甙含量的系统，解决了传统检测 设备需对油菜籽进行预处理的问题。—种快速检测油菜籽芥酸或硫甙含量的系统，包括样品池用于盛装油菜籽，底面为透明的光学窗片；光谱采集装置设于光学窗片的正下方，用于采集与芥酸或硫甙含量相关的特征 波段光波所对应的油菜籽的反射率；处理模块接收所有特征波段光波所对应的油菜籽的反射率，计算得到油菜籽芥 酸或硫甙含量。[0011 ] 优选的，所述光谱采集装置由处于同一平面内的光源和与特征波段数量相同的光 敏组件组成，所有光敏组件以光源为中心均勻分布，光敏组件所在的平面与光学窗片平行，光源与光学窗片的中心处于同一竖直直线上，该结构简单，制造方便。所述的光敏组件优选由顶部的滤波片和底部的光敏传感器组成，结构简单，制造 方便。优选的，上述系统包括用于对光谱采集装置和处理模块进行供电的电源装置，便 于携带。优选的，所述的样品池上设有手柄，便于操作使用和集成。所述的光谱采集装置优选通过设于手柄内部的USB接口数据线与处理模块连接， 外形外观，组装方便。光谱采集装置采集放入样品池中油菜籽的特征波段反射率，经过USB数据线传入 处理模块内的单片机，单片机代入方程计算得到油菜籽中芥酸或硫甙的含量，并将其显示 出来。处理模块以单片机为核心，包括显示装置、存储装置等。所述的特征波段是指与油菜籽芥酸、硫甙及相关化学成分N-H、0-H、C-N、N_H、C =0等化学键的合频和倍频振动信息相关的波段，在350 IlOOnm波长范围内采用连续 投影算法计算得到芥酸的特征波段为672nm、498nm、841nm、439nm、^8nm和lOOOnm，因此光 敏组件的数量需要六个，芥酸含量与特征波段反射率的线性回归方程为) = 2109Xr 3203X2-518. 864X3+676. 908X4+442. 395Xs+122. 818X6+31. 389。其中，Y表示芥酸的含量，单位为％，& )(6分别表示波长672nm、498nm、841nm、 439nm、428nm 禾口 IOOOnm 的反射率。在350 IlOOnm波长范围内采用连续投影算法计算得到硫甙的特征波段为 672nm,493nm,841nm,423nm,因此，光敏组件的数量为4个，硫甙含量与特征波段反射率的 线性回归方程为 S(ymol/g) = 4619^-6593^-771. 077T3+1798T4+153. 084。其中，S表示硫甙的含量，单位为μ mol/g, T1 T4分别表示波长672nm、493nm、 841nm、423nm的反射率。本实用新型装置利用芥酸、硫甙含量与特征波段反射率的关系，实现油菜籽中它 们含量的快速测定，该检测系统采用非接触式分析技术，检测前不需要对样品进行预处理， 不产生任何污染，而且携带方便，可现场操作。
图1为本实用新型系统的结构示意图；图2为图1所示系统的俯视图；图3为图1所示系统中光敏组件的结构示意图。
具体实施方式
如图所示，一种快速检测油菜籽芥酸或硫甙含量的系统，包括样品池1、光谱采集 装置2以及处理模块3，其中样品池1的底面为透明的光学窗片11，保证其不吸光而影响反 射率检测。样品池1上还设有手柄4，便于使用，同时光谱采集装置2通过手柄4内的USB接 口数据线与处理模块3连接。处理模块3固定在手柄4上。它以单片机为核心，还包括存 储器、显示器等。为了达到便携使用的目的，在手柄4上还固定由蓄电池5和稳压器6组成的电源装置，为光谱采集装置2和处理模块供电。光谱采集装置2位于光学窗片11的正下方，它由处于同一平面的光源21和若干 个光敏组件22组成，光源能发出波长350 IlOOnm范围的光强恒定连续光，它与光学窗片 11的中心处于同一竖直直线上。光敏组件22由顶层的滤波片221和底部的光敏传感器 222组成，所有光敏组件22以光源21为中心均勻分布。当该系统检测芥酸含量时，经连续投影算法得知与其含量相关的特征波段有6 个，分别为672nm、498nm、841nm、439nm、^8nm和lOOOnm，然后通过多元线性回归建模方法 得到这些特征波段的反射率与芥酸含量之间的多元线性回归方程Y%= 2109&-3203父2-5 18. 864Χ3+676. 908Χ4+442. 395Χ5+122. 818Χ6+31. 389。光敏组件 22 采集到这些特征波段的反 射率将它们传输单片机，单片机代入多元线性回归方程，即可得到芥酸含量。同样当系统检测硫甙含量时，经连续投影算法得到与其含量相关的特征波段分别 为672nm、493nm、841nm、423nm，通过多元线性回归建模方法得到他们的反射率与硫甙含量 的多元线性回归方程S(ymol/g) = 46191^-65931^-771.0771^+17981^+153.084。光敏组 件22采集到这些特征波段的反射率将它们传输单片机，单片机代入多元线性回归方程，即 可得到硫甙的含量。
权利要求1.一种快速检测油菜籽芥酸或硫甙含量的系统，其特征在于，包括样品池(1)用于盛装油菜籽，底面为透明的光学窗片(11)；光谱采集装置O)设于光学窗片(11)的正下方，用于采集与芥酸或硫甙含量相关的 特征波段光波所对应的油菜籽的反射率；处理模块(3)接收所有特征波段光波所对应的油菜籽的反射率，计算得到油菜籽芥 酸或硫甙含量。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述光谱采集装置O)由处于同一平面 内的光源和与特征波段数量相同的光敏组件0 组成，光源与光学窗片(11) 的中心处于同一竖直直线上，所有光敏组件02)以光源为中心均勻分布，它们所在的 平面与光学窗片(U)平行。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述的光敏组件02)由顶部的滤波片 (221)和底部的光敏传感器(22 组成。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于包括为光谱采集装置(2)和处理模块(3) 供电的电源装置。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的样品池(1)上设有手柄(4)。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述的光谱采集装置(2)通过设于手柄 (4)内部的USB接口数据线与处理模块(3)连接。
专利摘要本实用新型公开了一种快速检测油菜籽芥酸或硫甙含量的系统，包括用于盛装油菜籽，底面为透明的光学窗片的样品池；设于光学窗片的正下方，用于采集与芥酸或硫甙含量相关的特征波段光波所对应的油菜籽的反射率的光谱采集装置；接收所有特征波段光波所对应的油菜籽的反射率，计算得到油菜籽芥酸或硫甙含量的处理模块。本实用新型装置利用芥酸、硫甙含量与特征波段反射率的关系，实现其含量的快速测定，该检测系统采用非接触式分析技术，检测前部需要对样品进行预处理，不产生任何污染，而且检测效率高。
文档编号G01N21/25GK201828512SQ201020194588
公开日2011年5月11日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者何勇, 刘飞, 孔汶汶 申请人:浙江大学