我國在牛奶中紅外光譜儀器標準化領域研究取得突破

2024-10-17 10:18:02 來源：中國食品報閱讀量：11320

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

　　（楊曉晶）

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