碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素C含量的方法与流程

本发明属于维生素c含量测定
技术领域：
，尤其涉及一种碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法。
背景技术：
：目前，最接近的现有技术：维生素c是一种无色晶体，可溶于水。由于维生素c具有预防坏血病的功能，因此在医学上又称为抗坏血酸。维生素c参与体内糖的代谢及氧化还原过程；参与细胞间质的生成，降低毛细血管脆性，加速血液的凝固；参与解毒功能，增加对感染的抵抗力；促进叶酸形成四氢叶酸，增加铁在肠道的吸收；具有抗组胺的作用。大多数植物和动物能够根据自身需要合成维生素c。然而，由于人体内缺乏酶古洛糖酸内酯氧化酶，不能合成维生素c。因此，人体的维生素c主要通过水果、蔬菜和药剂来补充。因此，准确测定维生素c含量对饮食健康和保健有至关重要的作用。现在有多种方法用于测量维生素c含量，国标方法(gb12392-90：蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸的测定方法)规定了荧光法和2,4-二硝基苯肼比色法测定抗坏血酸，适用于蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸的测定，国标方法中的荧光法需要用到荧光光度计，2,4-二硝基苯肼比色法需要用到紫外光光度计。其它检测方法还包括液相色谱法(hplc)、荧光光谱法、可见光分光光度法和电化学方法。液相色谱法、荧光光谱法检测速度快、结果可靠，但所需色谱仪器或者光谱仪器价格昂贵，操作相对复杂。电化学方法易于小型化，灵敏度高，但多次测量后反应产物会污染电极，需经常更换电极。近年来，发展了一些新的方法，如共振瑞利散射法，流动注射化学发光法。共振瑞利散射法是用铁氰化钾与维生素c反应生成亚铁氰化钾，再与zn2+反应生成纳米锌钾，然后用透射电子显微镜观察纳米颗粒的形状和直径来测量维生素c含量，流动注射化学发光法测量维生素c，除了通过催化剂和溶解氧反应发生化学发光，而且发光较弱，需要使用光电倍增管才能测量发光强度。然而，这些方法需要昂贵的仪器例如电子显微镜和光电倍增管，而且操作复杂。可见光分光光度法测量维生素c基于显色反应，通过维生素c将fe(ⅲ)定量还原为fe(ⅱ)，fe(ⅱ)与邻二氮菲反应生成稳定的橙红色络合物，测量在特定波长下的吸光度来测量维生素c浓度。在0-8ug/l范围内结果可靠，常常用于维生素c的检测，被广泛使用，用来作为对比验证。近年来，计算机图像处理技术和成像技术的发展使摄像头和图像法被广泛应用在各种领域。在土壤检测中，由数字图像的rgb值及其衍生的土壤指数，可以用来确定土壤中氧化铁和细颗粒的含量。使用数码相机利用n，n'-二乙基苯二胺测定水中的铁和余氯。利用普通摄像头结合图像处理技术获取图像信息，测定水的浊度、亚硝酸盐、氨氮、硫化物、磷酸盐等。利用数码相机与图像处理技术结合的检测方法具有设计简单，操作便捷，结果可视化等优点，验证了使用数字摄像头结合图像处理技术在痕量分析领域应用的可行性。目前还没有应用图像处理方法和技术测量果蔬中维生素c含量。综上所述，现有技术存在的问题是：现有测量维生素c含量方法存在所需仪器价格昂贵，操作相对复杂；多次测量后反应产物污染电极。解决上述技术问题的难度：上述讨论的维生素c测量方法，对维生素c样品，或者对蔬菜、水果及其制品中维生素c的测定，都需要进行复杂的处理过程，包括加入物质发生显色反应生成有色物质，或者其它反应生成纳米颗粒，或者加入催化剂等物质反应后生成发光物质，然后才能结合专业仪器如分光光度计、色谱仪等进行检测。另外不同测量方法的反应原理和过程也不同，因此简化测量过程、简化仪器设计和降低仪器成本对于维生素c测量具有重要的实用意义。解决上述技术问题的意义：维生素c测量过程复杂，需要专业仪器，因此简化测量过程，结合图像处理技术和计算机数据处理能力，提出新的测量方法，简化测量仪器设计，提高测量精度，具有重要的实用意义。本发明提出基于维生素c加碘反应后形成悬浊液的浊度法与红外摄像头和图像处理技术结合用于维生素c的测定，简化了仪器设计，提供了一种新的维生素c测量方法，具有操作简单、小型化等优点，拓宽了图像检测的应用领域。技术实现要素：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法。本发明是这样实现的，一种碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法以维生素c和碘之间的氧化还原反应为基础，用红外摄像头通过浊度测量方法测定反应后剩余的碘量，得到维生素c的含量；红外发光led发出的红外光透过碘悬浊液后被吸收和散射后，透过的光线被红外摄像头捕获形成数字图像，处理后获得可用于表征维生素c浓度的颜色分量；将摄像头获取的不同颜色分量与对应的不同浓度的维生素c进行拟合，得到拟合度较高的表达式用于位置浓度的维生素c的测量。进一步，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法包括以下步骤：第一步，利用红外线摄像头拍摄光透过碘悬浮液后的图像，碘悬浮液是通过加入维生素c到碘乙醇溶液中，维生素c和碘发生氧化还原反应，反应后剩余碘形成碘悬浮液；第二步，通过分析摄像头获取的图像得到图像对应的rgb值，计算得到图像的灰度值和灰度的对数值，并用rgb颜色空间转换到cie-lab的颜色空间，得到对应的lab值；第三步，通过分析维生素c与颜色分类rgb值、lab值、灰度值和灰度值的对数之间的关系，得到了相关度较高的维生素c浓度与l、灰度值和对数灰度值的关系式。进一步，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法获取摄像头图像、设置摄像头工作参数和处理图像得到溶液对应的rgb值、lab值和灰度值；获取一帧图像，取图像中心长方形区域中包括六个led光源图像的3500个像素点的rgb值的平均值，得到浊度溶液对应的rgb值，再从rgb颜色空间转换到lab颜色空间，得到该浊度溶液对应的lab值；其中l表示溶液透过光的亮度，a表示从红色至绿色的范围，b表示从黄色至蓝色的范围，l的值域由0到100，a和b的值域都是由+127至-128。rgb颜色空间到lab颜色空间的转换采用近似转换算法。再通过rgb值计算得到对应的灰度值和灰度的对数值。进一步，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法包括：首先，将rgb颜色空间转换到xyz颜色空间：然后，把xyz颜色空间转换到lab颜色空间，得到颜色分量lab：获取rgb值对应灰度值：grayscale＝r×0.299+g×0.587+b×0.114进一步，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法还包括：样品溶液：取样品水果组织例如西红柿或者黄瓜10g，捣碎后放入fsh-2a可调高速均质机中，进一步搅碎细胞，搅匀样品；加入高岭土漂白，再用0.25mol/l乙酸稀释至100ml，放入离心机离心后取上层清澈溶液。进一步，所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法还包括：将10ml浓度维生素c溶液加入1ml碘乙醇溶液中来制备所需的悬浊液；将混合后的悬浮液转移到比色皿内，放入实验装置中进行测量。要求在30秒内获取悬浊液的图像，图像的rgb值、lab值、灰度值和灰度的对数值由软件自动计算；测量前，测量装置需要预热20分钟；通过对维生素c浓度序列和对应的lab值、rgb值、灰度值和灰度的对数值进行拟合，得到它们之间的关系表达式；实际样品的测量采用了拟合度和一致性较高的l、灰度和灰度的对数。本发明的另一目的在于提供一种实施所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法的测量装置，所述测量装置包括：usb接口、红外照相机、850nm窄频滤波器、led恒流驱动电路、红外光源、样品池、亚克力盒子、反应杯；电脑通过usb接口与红外摄像头连接，led恒流驱动电路的供电是通过导线连接红外摄像头板的usb接口的+5v和地端，红外照相机上安装有850nm窄频滤波器，led恒流驱动电路通过导线和红外led连接，亚克力盒子中心位置放置样品池，样品池上放置有比色皿。进一步，所述红外光源由六个850nm的红外led组成，由恒流电路驱动。进一步，所述恒流驱动电路的u2产生参考电压经u1a缓冲后，与采样电阻r6上的取样电压进行比较，控制q1实现led恒流驱动；调整w1改变led的工作电流；电路由usb接口供电。本发明的另一目的在于提供一种所述碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法在维生素c含量测定中的应用。综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明设计了碘悬浮液的测量装置和处理软件，用于获取碘悬浮液的图像和相应的颜色成分。通过对番茄、油桃中维生素c含量的实际测定，并与分光光度法比较，在对比标准溶液的测量，该方法准确度较高，对比实际果蔬样品的测量，两只具有较高的一致性。实践证明，该方法可用于维生素c的测量，范围为0～5μg/ml。本发明利用红外线摄像头拍摄光透过碘悬浮液后的图像，碘悬浮液是通过加入维生素c到碘乙醇溶液中，维生素c和碘发生氧化还原反应，反应后剩余碘形成碘悬浮液。通过分析摄像头获取的图像得到图像对应的rgb值，计算得到图像的灰度值和灰度的对数值，并用rgb颜色空间转换到cie-lab的颜色空间，得到对应的lab值，通过分析维生素c与颜色分类rgb值、lab值、灰度值和灰度值的对数之间的关系，得到了相关度较高的维生素c浓度与l、灰度值和对数灰度值的关系式，并用于用于实际样品中维生素c的测量。维生素c检测原理如图2所示。碘比浊法与红外摄像头和图像处理技术结合用于维生素c的测定，提供了一种新的维生素c测量方法，具有操作简单、小型化等优点，拓宽了图像检测的应用领域。附图说明图1是本发明实施例提供的碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法流程图。图2是本发明实施例提供的基于红外摄像头结合浊度法测量维生素c原理示意图。图3是本发明实施例提供的测量装置结构图；图中：1、usb接口；2、红外摄像头；3、850nm窄频滤波器；4、led恒流驱动电路；5、红外光源；6、样品池；7、亚克力盒子；8、比色皿。图4是本发明实施例提供的led恒流驱动电路原理图。图5是本发明实施例提供的rgb颜色分量与维生素c浓度关系曲线示意图。图6是本发明实施例提供的lab颜色分量与维生素c浓度关系曲线示意图。图7是本发明实施例提供的灰度值和对数灰度值与维生素c浓度关系曲线示意图。图8是本发明实施例提供的l、log-grayscale(灰度的对数值)与维生素c浓度关系比较示意图。图9是本发明实施例提供的l、grayscale(灰度)、log-grayscale(灰度的对数值)与维生素c浓度的拟合结果示意图。图10是本发明实施例提供的实际浓度值与l、灰度、灰度对数、分光光度法测定值比较示意图。图11是本发明实施例提供的分光光度法与本发明提出的方法的比较结果示意图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。如图1所示，本发明实施例提供的碘浊度法结合红外摄像头测量果蔬中维生素c含量的方法包括以下步骤：s101：利用红外线摄像头拍摄光透过碘悬浮液后的图像，碘悬浮液是通过加入维生素c到碘乙醇溶液中，维生素c和碘发生氧化还原反应，反应后剩余碘形成碘悬浮液。s102：通过分析摄像头获取的图像得到图像对应的rgb值，计算得到图像的灰度值和灰度的对数值，并用rgb颜色空间转换到cie-lab的颜色空间，得到对应的lab值。s103：通过分析维生素c与颜色分类rgb值、lab值、灰度值和灰度值的对数之间的关系，得到了相关度较高的维生素c浓度与l、灰度值和对数灰度值的关系式。下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。本发明利用红外线摄像头拍摄光透过碘悬浮液后的图像，碘悬浮液是通过加入维生素c到碘乙醇溶液中，维生素c和碘发生氧化还原反应，反应后剩余碘形成碘悬浮液。通过分析摄像头获取的图像得到图像对应的rgb值，计算得到图像的灰度值和灰度的对数值，并用rgb颜色空间转换到cie-lab的颜色空间，得到对应的lab值，通过分析维生素c与颜色分类rgb值、lab值、灰度值和灰度值的对数之间的关系，得到了相关度较高的维生素c浓度与l、灰度值和对数灰度值的关系式，并用于用于实际样品中维生素c的测量。维生素c检测原理如图2所示。碘比浊法与红外摄像头和图像处理技术结合用于维生素c的测定，提供了一种新的维生素c测量方法，具有操作简单、小型化等优点，拓宽了图像检测的应用领域。1、实验部分1.1测量装置实验装置如图3所示。该装置包括usb接口1、红外摄像头2、850nm窄频滤波器3、led恒流驱动电路4、红外光源5、样品池6、亚克力盒子7、比色皿8。电脑通过usb接口1与红外摄像头2连接，红外摄像头2通过导线与led恒流驱动电路4连接，红外摄像头2上安装有850nm窄频滤波器3，led恒流驱动电路4通过导线红外光源5连接，亚克力盒子7中心位置放置样品池6，样品池6上放置有比色皿8。本发明采样区域通过遮光盒密封并与外部光隔离，以避免外部光对采样的影响。红外光源由六个850nm的红外led组成，由恒流电路驱动。虽然多个led光源发出的光线通过悬浊液后形成的图像不均匀，但通过计算整个成像区域的平均值可以消除测量误差。与单个led相比，扩大了图像采样区域，减少了悬浮碘的不均匀分布。当光源发出的红外光通过悬浊液时，被悬浮物吸收和散射，由于不同浓度的维生素c和反应后形成的悬浊液浊度不同，悬浮物对光的吸收和散射程度也不同，红外摄像头采集的图像中表现为图像的明暗程度不同。1.2恒流驱动电路红外led由恒流电路驱动，原理如图4所示。u2产生参考电压经u1a缓冲后，与采样电阻r6上的取样电压进行比较，控制q1实现led恒流驱动。调整w1可以改变led的工作电流。该电路由usb接口供电。电路通电后，必须预热20分钟后才能进行测量。1.3红外摄像头测量使用的数字摄像头为市售的普通红外摄像头，由光学镜头、cmos图像传感器和控制芯片等组成，型号为ks1.3a142(深圳市金乾象科技有限公司)，摄像头最大分辨率为1280*960。镜头加装850nm窄波段滤光片，可以手动调节焦距。红外摄像头获取的图像是单通道图像，和灰度图像类似，避免了测试溶液的颜色干扰。在实验装置中，上位机软件可以更改摄像头的配置，通过色调、饱和度和白平衡的调整来调整图像的灰度效果。选择其它红外摄像头都是可以的，要求摄像头能够手动调节焦距，能够禁止自动曝光、自动亮度等参数，而且能够手动调节曝光度，保证测量过程中参数的一致性。数码摄像头使用的cmos感光元件是用来记录光线变化的半导体元件。摄像头的每一个像素就相当于一个光电检测元件。当光源发出的光线通过悬浊液，经过850nm滤光片过滤后，投射到图像传感器上产生模拟信号，经过摄像头集成的信号处理芯片处理后，通过usb端口传输给上位机软件进行处理。摄像头集成的信号处理部件直接将电信号转换为图像数据，避免了其他仪器开发所需要的模数转换，信号处理过程，而且还能将维生素c浓度测量过程可视化。1.4上位机软件设计设计的上位机软件用于获取摄像头图像、设置摄像头工作参数和处理图像得到溶液对应的rgb值、lab值和灰度值等。软件基于visualstudio平台，是使用c#语言结合camera_net控件开发的。“cameraselection”用于选择实验摄像头，“camerasettings”用来对摄像头进行设置，可以调节摄像头的亮度、白平衡、色调、饱和度和曝光等设置，并且能够自动保存上一次的摄像头设置参数。“snapshotaframe”获取一帧图像，取该帧图像中心长方形区域中包括六个led光源图像的3500个像素点的rgb值的平均值。这样就得到浊度溶液对应的rgb值，再从rgb颜色空间转换到lab颜色空间，就得到该浊度溶液对应的lab值。其中l表示溶液透过光的亮度(luminosity)，a表示从红色至绿色的范围，b表示从黄色至蓝色的范围。l的值域由0到100，a和b的值域都是由+127至-128。rgb颜色空间到lab颜色空间的转换采用近似转换算法：首先，将rgb颜色空间转换到xyz颜色空间：然后，把xyz颜色空间转换到lab颜色空间，得到颜色分量lab：获取rgb值对应灰度值：grayscale＝r×0.299+g×0.587+bx0.114(5)1.5实验使用的试剂和材料实验中使用蔗糖、果糖、葡萄糖、氧化铝、氯化铵、硫酸亚铁、硫酸铜、无水氯化钙、氯化钠、硫酸铁、氯化镁、维生素c(抗坏血酸)、维生素b1、维生素b2、l-蛋氨酸、l-色氨酸、l-赖氨酸、l-半胱氨酸、乙酸和高岭土，购自国药集团化学试剂有限公司(https://www.reagent.com.cn)。维生素e购自上海瑞楚生物科技有限公司，所用试剂均为分析级，未经进一步纯化直接使用。实验过程中使用的去离子水购自上海景纯水技术有限公司。碘乙醇溶液：将0.7g碘加入30ml95％乙醇中，用可调高速均质机加速溶解，转移至50ml容量瓶中，加入95％乙醇至50ml，制成50ml碘乙醇溶液。维生素c标准溶液：维生素c易在水溶液中氧化，但在酸性溶液中稳定。因此，将200mg维生素c加入到200ml0.25mol/l乙酸溶液中，制备200ml1mg/l维生素c溶液。通过稀释来制备其它不同浓度的维生素c标准溶液。实际样品溶液：取样品水果组织例如西红柿或者黄瓜等10g，捣碎后放入fsh-2a可调高速均质机中，进一步搅碎细胞，搅匀样品。加入高岭土漂白防止色素影响，再用0.25mol/l乙酸稀释至100ml，放入离心机离心后取上层清澈溶液。2通过碘浊度法测量维生素c原理碘在乙醇中的溶解度随乙醇浓度的降低而显著降低。在碘乙醇溶液中加入维生素c溶液，由于维生素c溶液的加入造成乙醇的减少，碘的溶解度明显降低，形成碘悬浊液。碘单质就会还原为碘离子，而碘离子会促进碘的溶解，形成三价碘离子从而降低碘悬浊液的浊度：c6hbo6+i2＝c6h8o6++2i-(6)当光线通过悬浊液时，悬浮的颗粒会阻挡光线在介质中的传播。光的传播受到悬浮物质影响的程度取决于溶液中颗粒的大小、形状以及入射光的波长等因素影响。除散射效应外，透射光的强度还会被粒子吸收并衰减，其衰减成都符合比尔-朗伯定律：i＝i0e-[αa+αb]xc(8)lni＝lni0-(αa+αb)xc(9)其中i是透过光强度，i0是入射光强度。x是光穿过介质的距离。c是粒子浓度。αa是吸收系数。αb是散射系数。本发明通过将碘乙醇溶液与不同浓度的维生素c溶液混合，获得具有不同浊度的悬浊液。当光通过不同浊度的悬浊液时，吸收和散射后的光被红外摄像头获取。当使用850nm红外光作为光源时，可忽略可溶性颗粒在悬浮液中的影响，通过分析碘悬浊液的红外图像可以获得维生素c的浓度。3一般操作流程将10ml浓度维生素c溶液加入1ml碘乙醇溶液中来制备所需的悬浊液。将混合后的悬浮液转移到比色皿内，将其放入实验装置中进行测量。要求在30秒内获取悬浊液的图像，图像的rgb值、lab值、灰度值和灰度的对数值由软件自动计算。测量前，测量装置需要预热20分钟。通过对维生素c浓度序列和对应的lab值、rgb值、灰度值和灰度的对数值进行拟合，得到它们之间的关系表达式。实际样品的测量采用了拟合度和一致性较高的l、灰度和灰度的对数。4结果在实验中，分别测量了不同维生素c浓度对应的rgb值、lab值、灰度及其对数值。在实验过程中，制作了17份标准溶液。其对应浓度为0、0.5、1、1.5、2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、3.5、3.75、4、4.25、4.5、4.75、5μg/ml。每组实验都包含一系列标准溶液的测量，随机选取3组实验数据，取其平均数后，得到一组平均数据。4.1实验数据与分析本发明通过设计的测量装置和分析软件获取悬浊液图像对应的颜色分量数据(r、g、b、l、a、b)、灰度值和灰度的对数值。图5(a)、图5(b)和图5(c)是r、g和b值与维生素c浓度之间的关系。红外图像与灰度图像相似，理论上rgb值相等，r、g、b值的差异是由于摄像机参数的调整造成的，因此rgb值不适用于维生素c测量。图6(a)，图6(b)和图6(c)是l，a和b值与维生素c浓度之间的关系。l值与维生素c浓度呈近似线性关系，可用于测定维生素c浓度。由于不同的维生素c浓度可能对应相同的a和b值，它们之间的关系不能用简单的函数来表示，所以颜色分类a或者b值不能用来测量维生素c浓度。图7(a)和图7(b)为灰度值、灰度的对数值与维生素c浓度的关系。灰度与维生素c浓度呈对数关系，灰度的对数值与维生素c浓度呈线性关系，符合朗伯-比尔定律(8)和(9)。因此，可以采用灰度值和对数灰度值测量维生素c浓度。图8显示了归一化后l和log-grayscale(灰度的对数值)的比较。灰度的对数值和l与维生素c有相似的函数关系。实际上，当l从rgb颜色空间转换为cie-lab颜色空间时，(2)到(5)的运算接近对数运算，所以l与log-grayscale有相似的趋势。浊度是指溶液对光的阻碍程度，包括悬浮物对光的散射和溶质分子对光的吸收，亮度是指图像的亮度。对于悬浊液，浊度决定了溶液图像的亮度，而灰度是指黑白图像中像素的亮度，所以溶液图像的亮度l和灰度可以代表溶液的浊度。4.2维生素c对l、grayscale(灰度)和log-grayscale(灰度的对数值)的拟合结果以上实验结果表明，l、灰度、灰度对数值与维生素c浓度具有较高的相关性，将l、灰度、灰度对数值与维生素c浓度进行拟合后，关系表达式及曲线如图9所示。调整后的r平方和关系表达式如表1所示。adj.r2反映变量间相关程度的统计指标，是基于两个变量相同的各自均值的基础上的偏差，乘以两个离散度来反映两个变量之间的相关程度，是表达式值(实测数据)与估计值(通过拟合模型计算)之间的相关系数的平方。从拟合结果来看，l、灰度、灰度对数值的拟合度都很高，其中灰度对数值的拟合度最高，而且是线性关系，推荐作为测量方法。表1l、灰度、灰度对数值对维生素c的拟合表达式和adj.r24.3干扰实验在4ug/ml维生素c溶液中测试外来物质，如糖，金属离子，氨基酸和维生素等的影响。表2中列出了引起维生素c浓度约5％相对误差的外来物质的最大浓度的公差比。它表明可以允许非常高浓度的轻金属离子na+，fe2+，ca2+，al3+，mg2+和糖类物质，而重金属离子，如cu2+，fe3+，以及部分具有还原性的氨基酸，如赖氨酸，半胱氨酸，仅允许低浓度存在。但是，常见蔬菜与水果中通常只含少量或不含重金属离子与氨基酸，因此不影响检测结果。常见还原性维生素只有维生素c与维生素e，但大部分水果与蔬菜中不含维生素e，且维生素e为脂溶性，不溶于水溶液，可通过离心处理去除。表2外来物质的影响(维生素c浓度4ug/ml)外来物质公差比外来物质公差比na+，cl+2000methionine750nh+，cl+1875lysine0.075cu2+，so42+0.025tryptophan800fe3+，so42+0.05sucrose3000al3+，so42+1777.5glucose1000ca2+cl+1550fructose2000mg2+cl+1600vitaminb1300fe2+，so42+1725vitaminb2200cysteine0.05vitamineinsolubleinwater4.4与分光光度法的对比实验基于以上分析结果，提出了基于l、灰度和对数灰度的维生素c浓度测量方法。为验证方法的准确性和可靠性，测定了标准溶液和实际水果样品中的维生素c，并与分光光度法进行了比较。用于对比实验的分光光度法是基于维生素c将三价铁还原为二价铁，再与1，10-邻菲罗啉混合后显色，在510nm波长下测定吸光度。用于对比实验的分光光度计为721g可见分光光度计(上海精科分析仪器有限公司)。4.5对比标准溶液的测量结果分别用本发明的方法和分光光度法测量1ug/ml、1.5ug/ml、2ug/ml、2.5、3ug/ml、3.5ug/ml和4ug/ml的维生素c标准溶液。经过独立样本t检验，得到p值。一般情况下，p<0.05表示两种方法之间应考虑差异。结果表明:l法、灰度法、灰度对数法、分光光度法的测量结果与标准维生素c浓度相比无显著差异。表3显示了四种方法的p值和偏差(stddev2)。表3l、灰度、灰度对数和分光光度计法的独立样本t检验结果及算术平均误差在表3中，方法l更接近标准维生素c浓度，具有更高的准确度。l法、灰度法和对数灰度法都可以用于维生素c浓度的测量，虽然灰度法和灰度对数法不如其他方法准确，但是本发明建议使用灰度法或灰度对数法，因为从rgb到lab空间的转换非常耗时。将实际维生素c浓度与四种方法测定的浓度进行比较，结果如图10所示。4.6实际水果样本的对比测量从市场上买了3个西红柿和3个油桃作为试验水果，并进行了处理以获得实际样品。本发明提出的方法和分光光度法分别测定6个水果样品，结果如表4所示。将分光光度法测定的维生素c浓度与所提出的方法进行比较，结果如图11所示。表4l、灰度(grayscale)、灰度对数(log-grayscale)和分光光度法测量果蔬的维生素c含量用单因素方差分析方法将l、灰度、灰度对数三组数据分别和分光光度法对比分析，得到概率p。p>0.05表示两组数据之间没有显著差异。三组数据的单因素方差分析p值如表5所示。表5单因素方差分析对l、灰度、灰度对数和分光光度法的对比结果表5中，所有p值均大于0.05，因此l、灰度和灰度对数方法与分光光度法之间没有显著差异，证明了提出的方法的可行性。此外，采用标准加入法进行了回收试验，结果见表6。表6加标回收试验结果本发明提出的采用红外摄像头结合碘浊度法测量维生素c，可以简化仪器设计，取代传统的光学仪器测量果蔬的维生素c含量，为维生素c的测量提供了新的思路。通过将维生素c溶液加入碘乙醇溶液中，利用维生素c和碘的氧化还原反应，使剩余的碘形成悬浊液，用红外摄像机测量悬浊液的浊度，得到悬浮液中维生素c浓度。所设计的测量装置和图像处理软件能够准确地获取悬浊液对应的颜色分量。与分光光度法相比，该方法测定标准溶液的准确度较高，与分光光度法测定果蔬中维生素c含量无显著性差异，证明了该方法的有效性。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12