一种大米储藏过程中的新鲜度检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种大米储藏过程中的新鲜度检测方法，属于大米储藏过程中的监测
技术领域。
【背景技术】
[0002] 大米是我国人民的主食之一。稻谷垄谷后，大米由于失去稻壳的保护，胚乳直接与 空气接触经过，大米中的淀粉、脂肪和蛋白质等会发生各种变化，使大米失去原有的色、香、 味，营养成分和食用品质下降，甚至产生有毒有害物质。此外，大米的新鲜度也会对其附加 产品的质量有所影响。譬如用陈化的大米酿造出的啤酒中的糖基化合物的含量增加，导致 啤酒的老化等。
[0003] 目前我国大米新鲜度的检测方法有TBA值测定法、酸碱指示剂法、酶活性法等。如 GB/T15684-1995中利用测定大米中的脂肪酸来检验大米的新鲜度，然而，该方法步骤复杂， 准确度较差。发明专利"快速检验大米新鲜度的检测管"（201220263903. 5)公开了一种 快速检验大米新鲜度的检测管，但其结果通过与标准色卡比较，结果准确度较差，且不可量 化。论文"几种检测大米新鲜度的方法比较"介绍了酶活性法测量大米的新鲜度，但该方法 步骤复杂，准确度较差，不能快速准确的检测出大米的新鲜度；论文"稻米新鲜度快速检测 技术研究"中介绍了日本SATAKE公司的大米测鲜仪，但其进口设备价格昂贵，且样本需要预 处理，步骤繁琐，且精度不高。
[0004] 因此，寻找一种简便、稳定、可量化的大米新鲜度的表征和检测方法，对监控和检 测大米品质，满足消费者对食品质量和安全方面及企业原料充分利用效益最大化有着重要 的现实意义。色敏传感器技术是近年来出现的一种气体表征的新方法，利用色敏传感器与 待测气体反应前后的颜色差值，对待测气体进行定性和定量分析，近年来，色敏传感器技 术在食品及农产品检测领域得到了相关应用，如专利"一种基于嗅觉可视化检测鱼新鲜度 的方法及装置"（【申请号】201010262347.50)公开了一种嗅觉可视化检测鱼新鲜度的方法 和装置，但该装置比较笨重，其图像获取装置是扫描仪，难W满足实时监测的要求。色敏传 感器技术在农产品气味的检测方面有其独特的优势，但在大米储藏过程中的新鲜度检测还 未见报道。
【发明内容】
阳0化]本发明的目的在于克服现有大米储藏过程中新鲜度检测方法的不足，提出一种基 于新型色敏传感器技术的大米储藏过程的新鲜度检测方法，通过无线传感器阵列自动、实 时监测整个大米储藏过程中新鲜度的变化情况。
[0006] 本发明采用的技术解决方案如下： 本发明提供一种大米储藏过程中的新鲜度检测装置，包括计算机、信息采集系统、真空 累、加热模块、带有特质滤网的气体采集探针和大米储藏设备。
[0007] 其中信息采集系统包括3CCD相机、L邸光源、反应室和传感器阵列，其中所述3CCD 相机固定于信息采集系统上端，与计算机相连接，3CCD相机是用来获取反应前、后传感器的 红（R)、绿（G)、蓝（B)=个分量的图像；其中计算机是用来实时处理采集到的大米储藏过程 中的挥发性气体信息，信息采集系统是用来采集大米挥发性气体信息传输入计算机； 所述L邸光源固定于信息采集系统内部两侧，用于给3CCD相机摄像头的采集提供良好 的光源保证，提高采集图像的质量，W便后期传送到计算机进行实时处理； 所述信息采集系统底部设置有反应室，反应室内排布传感器阵列；反应室是大米储藏 过程中的挥发性气体与相应色敏传感器进行充分反应的器皿，传感器阵列是先通过微量点 样形成的4X3的阵列； 所述真空累与带有特质滤网的气体采集探针相连接，气体采集探针进样口装有滤网， 下端装有加热模块，气体采集探针将采集到的大米储藏过程中的挥发性气体通过真空累累 入反应室；带有特质滤网的气体采集探针直接置于大米储藏设备中；带有特制滤网的气体 采集探针的作用是用来防止大米中的杂质堵塞装置，而只提取储藏过程的大米挥发性气 体。
[0008] 加热模块置于大米储藏设备中，可W是任意用来加热的装置，用于检测样本的加 热，促进气体挥发。
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种大米储藏过程中新鲜度的检测方法，包括如下步 骤： (1)首先通过气相色谱-质谱（GC-MS)确定不同新鲜度大米的特征挥发性气体，其中八 (乙二醇）一（十二烷基）酸、苯甲醒及己醒含量在大米储藏过程中变化明显(八（乙二醇） 一（十二烷基）酸在大米储藏六个月后，含量急剧减少；苯甲醒在新鲜大米中不存在，随着 大米储藏时间增加，含量逐渐增加，己醒在大米的储藏过程中，含量先增加后减少）；然后筛 选对运些气体敏感的色敏材料：3种化嘟类化合物和1种抑指示剂；其中，3种化嘟类化合 物为原化嘟二甲醋、八乙基化嘟、四苯基苯并=元化嘟，将化嘟类化合物分别溶于二氯甲烧 溶剂中，浓度范围为1 -2mg/mU在该浓度下，化嘟溶液的颜色适中，较均匀的分散在介质衬 底上，易与大米挥发气体反应；pH指示剂尼罗红，溶于乙醇中，浓度均为1 -2mg/mU在该 浓度下，化嘟溶液的颜色适中，较均匀的分散在介质衬底上，易与大米挥发气体反应。通过 微量点样毛细管将4种色敏材料逐个印染在聚偏二氣乙締（PVDF)膜上，制得4种色敏传感 器，运4种色敏传感器构成色敏材料传感器阵列； (2 ) 3CCD相机获取反应前传感器阵列的初始R、G、B图像传输给计算机，计算机进行图 像处理获得初始颜色信息； (3) 不同阶段大米挥发性气体的采集：气体采集探针置于大米样本中，开启加热模块 和真空累，抽取大米储藏过程中的挥发性气体进入反应室与传感器阵列的色敏材料反应； 3CCD相机获取反应后传感器阵列的R、G、B图像传输给计算机，计算机进行图像处理，通过 图像高斯滤波去噪、阔值分割、形态学处理、特征区域提取色敏材料重屯、为圆点，15个像 素为半径的圆）等获得反应前后图像中各色敏材料的R、G、B灰度的平均值，得到不同新鲜 度大米挥发性气体的特征矩阵； (4) 利用色敏材料传感器阵列与样本挥发性气体反应，提取相关信息，输入已建好新鲜 度线性判别模型，即可实现对待测样本新鲜度的检测；其中新鲜度线性判别模型的建立，具 体操作是将数据进行主成分分析，最后选取前7个主成分构建线性判别分析模型来判别大 米的新鲜度。 阳010] 本发明的有益效果： 1. 本发明操作快速简便，是一种绿色的，快速无损的大米新鲜度检测方法，检测一个样 本只需要几分钟即可，可用于陈化大米的品质检测，也可用于大米储藏过程中陈化过程监 控； 2. 与传统化学和生物检测方法相比较，本发明较为便捷，无污染，无需预处理，由于是 由多个色敏传感器组成的矩阵，与人的感官评定有一定的一致性，更能反映和体现人对食 物的评价和喜好； 3. 相比起人工感官评定，本发明客观性和重现性较好，使得大米的品质可记忆和传 承，不易受环境因素和其它主客观因素的干扰。
【附图说明】
[0011] 图1是粮食储存过程中的新鲜度检测系统示意图。
[0012] 图2嗅觉可视化软件处理系统示意图。
[0013]
[0014] 图中：1、计算机，2、3CCD相机，3、LED光源，4、反应室，5、传感器阵列，6、真空累，7、 气体采集探针，8、滤网，9、加热模块，10、大米储藏设备。
【具体实施方式】
[0015]W下结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案更进一步的阐述。
[0016] 实施例1: 一种大米储藏过程中的新鲜度检测装置 如图1所示，本发明提供的一种大米储藏过程中的新鲜度检测装置，包括计算机1、信 息采集系统、真空累6、加热模块9、带有特质滤网