一种核桃粉产地的快速识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及农产品产地检测方法，尤其设及一种核桃产地的快速识别方法。
【背景技术】
[0002] 核桃作为世界"四大干果"之一，由于其含有丰富的营养元素W及具有降血脂、预 防屯、血管疾病的保健功能，受到人们广泛的喜爱。核桃种植范围广泛，在我国主要的产地有 陕西、新疆、云南等。为了方便食用，部分核桃将研磨制造成核桃粉。不同产地的核桃粉在 营养功能和食用口感上相差较大。此外，市面上存在一些不法商家用本地廉价核桃粉冒充 其它主产地核桃粉的现象。因此，寻找一种快速有效的方法用于区别核桃粉产地具有重要 意义。
[0003] 目前，核桃粉产地鉴别方法主要有专家感官评审和化学分析等方法。感觉评审存 在主观性，并且对评审人员要求较高，不适合普通消费者进行评判。而化学分析方法通过分 析核桃的化学成分来鉴定核桃产地，其步骤繁琐、耗时长且成本较高。
[0004] 激光诱导击穿光谱仪(Xaser-InducedBreakdownSpectroscopy,LIB巧作为一种 新型的原子光谱技术，可根据获取的"指纹谱线"实现判别分析。该技术无需对样品进行预 处理（或简单预处理），能对样本实现快速检测分析，通常检测时间为几分钟。 阳〇化]应用激光诱导击穿光谱技术实现核桃粉产地鉴别，有利于减少人为因素的干扰， 具有快速、操作简单、成本低、环保等特点。
【发明内容】
[0006] 本发明公开了一种核桃粉产地快速识别的方法，实现了基于激光诱导击穿光谱对 核桃粉产地进行有效识别，具有成本低，检测快速，操作简单等特点。 阳007]本发明的具体技术方案如下：
[0008] 一种核桃粉的产地快速识别方法，包括步骤：
[0009] 1)收集不同产地核桃粉，W不同产地设标签，记为Y;
[0010] 2)将样本简单预处理后，放置样品台上，待激光诱导击穿光谱仪的激光能量趋于 稳定时，并通过样品台改变激光击打样品位置，获得到样品不同位置的样本信号；
[0011] 3)对所获取的信号进行去基线、信号归一化、求平均等预处理，经过预处理的数据 记为X' ；
[0012] 4)针对上述的建模样本，W经过预处理数据X'作为输入，W产地标签Y作为输出 建立偏最小二乘法模型，W回归系数选择若干特征波长；
[0013] 5)W产地标签作为输出Y，W所述的特征波长的信号强度X作为输入，建立偏最小 二乘法判别分析模型；
[0014] 所述的判别分析模型方程为：
[0015]Y= 2. 0368-0. 0651λ1+0.0348λ2-0.0288 入 3
[0016] -0. 2024λ4+0. 2531λ5+0. 2023λ6+0. 08716 入 7
[0017] -0. 08351λs-0. 00741λ9+0. 0245λi〇-〇. 07036 入。 阳0化]+0. 2067λ12+0. ：M05λ口-O. 1117λ14-0. 1051 入。
[0019] -0. 1540 入 16+0. 2298 入口-0. 05493 入IS
[0020] 其中λ1，λ2···λIS分别为步骤4)中选出来的特征波长处的信号强度；
[OOW6)获取待检测样本特征波长处LIBS信号，输入步骤W的判别分析模型中，对核桃 粉产地进行判别分析。
[0022] 作为优选，步骤2)中所述样本的预处理包含将样本放置于10~30mm直径，5~ 10mm高圆柱形容器当中，填满容器，并去除表面多余核桃粉。
[0023] 由于LIBS检测对样本平整性要求较高，因此本发明在考虑到简便操作的同时保 证实验精确性。本发明将样本置于圆柱形容器中，并去除多余的核桃粉，操作简单同时保证 了样本的平整性，减少了检测的相对标准偏差。
[0024] 作为优选，步骤2)中的样本信号采集应为累积采集模式，一个样本应采集10~30 个，每个点应累积5~20次。
[0025] 由于LIBS信号存在较大的波动，因此为保证采集信号的稳定性和样本代表性需 采集多点累积谱线。
[00%] 作为优选，步骤2)所述信号采集的参数为：激光能量范围为50~200mJ;激光波 长为532皿或1064皿；焦深为1~3mm;延时时间为1~3μS;积分时间为5~10μS;
[0027] 由于激光能量、激光波长、焦深、延时时间、积分时间均会对信号的强度造成影响， 本发明在采集过程中对检测参数进行优化。
[0028] 作为优选，步骤4)预处理方法中信号归一化应对样本谱线信号的积分面积进行 归一化；
[0029] 由于仪器噪声和环境的影响，LIBS采集的不同谱线会产生不同的波动，本发明针 对每一条谱线W波长进行积分获得强度面积，并W每个波长的强度值除W强度面积对谱线 进行面积归一化处理，此处理能有效减少点与点的谱线波动。
[0030] 作为优选，步骤5)中特征波长的选择应遵循W下原则：特征波长的个数应为5~ 30个之间；根据回归系数绝对值前0. 5%。~1%。对应的波长，再根据数据库中对波长进行匹 配，保留匹配上的特征波长。
[0031] 本发明中利用偏最小二乘法的回归系数的值对原始波段进行筛选，保存对模型贡 献比较大的波段，再根据原子发射谱线数据库找出波长对应的元素，最终保留能代表实际 元素的波长。由于LIBS所采集的信号，其波段数较多，通常在10000~20000之间，通过选 择特征波长能有效减少数据的冗余，提高运算速度。此外，通过选择特征波长，筛选出能有 效鉴别核桃粉产地的元素成分，对今后制造生产专用的传感仪器具有重要意义。
[0032] 本发明具有的有益效果是：
[0033] (1)实现了核桃粉产地的识别。
[0034] (2)利用LIBS技术进行核桃粉产地进行判别，具有操作简单，成本低、环保、快速 等特点。有效克服了传统检测方法检测时间长、操作复杂的特点，避免了化学试剂对环境的 污染。
[0035] (3)选择了具有代表性的特征波长，有利于专用传感仪器的开发。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明的检测方法流程图；
[0037] 图2为建模集核桃粉实际产地类别与预测产地类别的关系图；
[0038] 图3为预测集核桃粉实际产地类别与预测产地类别的关系图；
【具体实施方式】
[0039] 下面将结合具体实施例和附图对本发明进行详细描述，如图1所示，识别核桃粉 产地的步骤如下：
[0040] 1、收集新疆、云南、