基于便携式拉曼光谱的进口散装橄榄油品质现场快速无损鉴别方法

随着食品全球产业链的整合和大众生活水平提高,进口植物油在日常饮食中占比逐步增加,具有丰富营养价值的橄榄油在植物油产品中备受关注。在进口散装橄榄油的跨境运输和通关过程中,由于环境、温度和时间等因素的影响,分仓储运的橄榄油中不饱和脂肪酸可能发生氧化,以及初榨橄榄油中果肉碎渣沉淀在多次换仓时进行累积,导致橄榄油不同分仓和同一仓位不同位置的植物油品质出现较大差异,给橄榄油口岸现场的抽样监管和质量评价带来较大困扰。针对散装橄榄油现场快速品质评价的需求,在偏最小二乘法的基础上,将拉曼响应强度转换为向量空间角度值,建立橄榄油品质指标分析预测模型,针对不同抽样点样本进行橄榄油品质的快速现场预判,确保散装橄榄油在进出口环节的精准监管。首先采用传统方法分别测定经过220,240和260 ℃温度下,加热不同时长的橄榄油的酸价、过氧化值和亚麻酸的实测值,同时采用便携式拉曼光谱仪检测对应油样的拉曼光谱,通过平滑滤波求导等手段对光谱数据进行预处理,采用偏最小二乘法及角度度量法,对橄榄油的酸价、过氧化值、亚麻酸三种指标进行建模分析,两种方法建立的指标模型相关系数均达到0.99以上,其中角度度量法的相对误差范围不超过-5.43%。在进口散装橄榄油中随机抽取七个不同的样品进行验证,角度度量法建立的三种模型预测结果均方根误差分别为0.025 8,0.222 8和17.064 1,相对误差范围在-4.71%~5.98%之间,结果显示角度度量法建立的模型更准确,具有更好的预测性及稳定性。该方法可应用于进口散装橄榄油品质的现场快速品质鉴别,提升口岸现场监管环节质量评价的精准性,为进出口散装橄榄油质量综合评价提供技术保障。     

滇龙胆紫外指纹图谱共有峰率和变异峰率双指标序列分析法

利用共有峰率和变异峰率双指标序列分析法,采用平均值、平滑和一次微分处理方法校准和排除干扰,提高光谱的分辨率,考察三种极性溶剂提取的滇龙胆样品中各波段稳定性和重现性的变异系数RSD,计算紫外指纹图谱共有峰率和变异峰率,对滇龙胆样品间进行定性评价.结果表明,滇龙胆在氯仿、无水乙醇和水三种极性溶剂下分别提取40 min可达到最大提取率,且稳定性在30 h内变异系数RSD%分别在0.078～0.455,0.158～0.462,0.052～0.682之间;重现性变异系数RSD%分别在0.044～0.753,0.156～0.288,0.191～2.413之间.指纹图谱显示,滇龙胆不同产区样品间最大共有峰率达67.6%,最小共有峰率为45.2%,变异峰率最大为78.9%,最小为21.7%.该法可以准确对两个以上中药材样品进行定性评价,阐明不同产区间的相似程度,为中药材真伪鉴定和品质评价奠定基础.     

基于无人机可见光谱平台的烤烟氮素营养诊断

利用不同氮肥用量田间试验,分析基于无人机平台的可见光谱诊断技术对烟草氮素营养进行无损评估预测的可行性,明确该技术的最佳颜色参数和方程模型。2018年在江西省安福县开展田间试验,设置不同氮肥用量,分别为0,45,90,135,180和300 kg N·ha-1,于移栽后47 d（团棵期）、移栽后83 d（旺长后期）和移栽后116 d（下部叶成熟期）,利用无人机获取冠层RGB色彩数字图像,同时采集植株样品分析地上部生物量、叶片生物量、地上部氮浓度、叶片氮浓度、叶片SPAD值等氮营养状况指标,对冠层数字图像进行数字化分析,获得颜色指标值,通过颜色指标与烟草氮营养状况指标的相关性分析,筛选适宜的颜色指标并建立氮营养诊断方程。利用不同地块的氮肥用量试验,对氮营养诊断方程拟合精度进行验证。试验结果表明,旺长后期各处理间冠层图像的颜色标准值存在显著差异,团棵期与下部叶成熟期不存在显著差异。在10个颜色指标中,NRI,NGI,G/R,G/(R+B),(G-R)/(R+G+B)和ExG与5个烤烟氮素营养指标均达到极显著相关（p＜0.01)。在归一化颜色指标体系、比颜色指标体系和归一化差分颜色指标体系中选择潜在的最佳颜色参数指标分别为NGI,G/R和ExG。根据不同类型的回归分析结果,确定指数回归作为地上部生物量和叶片生物量的预测模型,线性回归作为地上部氮浓度、叶片氮浓度及叶片SPAD值的预测模型。对潜在的最佳指标进行验证性筛选,G/R对地上部氮浓度和叶片氮浓度的RMSE值分别为0.375 1%和0.249 1%,明显低于NGI和ExG,预测精度最高。用G/R值表示的地上部生物量、叶片生物量、地上部氮浓度、叶片氮浓度、SPAD值预测方程分别为Y=21.785e1.3502G/R,Y=4.057 9e1.937 3G/R,Y=5.039 9G/R-3.333 2,Y=4.281 4G/R-3.802 9,Y=40.168G/R-28.188。因此,基于无人机平台的可见光谱诊断技术在烤烟氮素营养诊断方面具有应用潜力,评估最佳时期为旺长后期,最佳预测参数为G/R值。     

农用稀土对糯玉米幼苗光合变化和生理指标的分析

为了探明农用稀土对糯玉米幼苗光合和生理指标,采用随机区组排列,研究了农用稀土对糯玉米幼苗叶绿素荧光参数、光合参数、根系活力、植株形态和生物量、MDA和抗氧化酶活性的影响.结果表明,施用农用稀土能显著提高荧光参数Fv/Fm,ETR,NPQ,Fv/F0,Yield,qP最大值分别比对照增加了4.8%,23.9%,45.3%,11.01%,14.8%,26.5%;糯玉米幼苗的光合参数、根系活力、植株形态、生物量、抗氧化酶活性等变化趋势是一致的,在低浓度时,随着农用稀土浓度提高,它们逐渐地提高;到一定浓度后,随着农用稀土浓度升高,它们反而降低;MDA的变化趋势与它们是相反的.     

基于区间模型结构稳健性优化设计

采用区间变量描述结构不确定性参数,对不确定变量进行标准化,借用超椭球模型分析思路,对优化过程中的变量进行分类,突出稳健性优化设计特点,重点描述基于区间模型稳健性优化的基本思想方法.采用目标性能分析方法,强调指定可靠性指标的唯一性,将变量划分为两类,考虑约束条件从特殊到一般,给出了稳健性优化的具体算法、求解步骤和迭代收敛准则.对实际算例进行了分析与求解,与已有结果比较,验证了论文方法的正确性和有效性.     

基于区间模型的结构非概率稳健优化设计

采用区间模型描述不确定参数,在考虑传统约束条件基础上,增加了可靠性指标作为约束条件,研究结构的稳健性优化设计。从非概率可靠性指标的几何意义出发,寻找非概率可靠性指标目标值与不确定参数的波动范围的关系,将非概率的稳健优化设计转化为两层优化模型。对于非线性功能函数,内层优化根据非概率可靠性指标的波动范围最小化功能函数,从而避免了内层优化直接计算非概率可靠性指标难的问题。对于线性功能函数,不确定性参数可以表示为非概率可靠性指标目标值的显示表达式,两层稳健优化转化为确定性的单层优化。该方法优化描述明确清晰,计算公式简便,计算效率高。算例验证了本文所提方法的可行性和正确性。     

近红外光谱法快速测定生物柴油调和比及理化指标

通过比较偏最小二乘法(PLS)处理调和生物柴油近红外光谱图与标准方法测定调和生物柴油所获得的基础数据,确立了调和生物柴油的调和比、密度、运动黏度、热值、闭口闪点及冷凝点之间的相互关系。结果表明:经优化后,在OPUS光谱分析软件推荐维数(Rank)下,各指标模型的预测值与标准测定值之间线性相关关系均显著。在用于测定未知调和生物柴油样品的上述指标方面具有测定快速简便、误差小、成本低等优点,并用马氏距离限制异常项,每份生物柴油各指标的马氏距离都处于允许范围内。对于新类型生物柴油,可向模型添加10个以上调配样本,扩充模型后即可用于测定这类型调和生物柴油相关理化指标,可成为测定调和生物柴油相关理化指标新方法。在此基础上,可进一步开发出生物柴油近红外光学理化指标测定仪,实现低成本与快速测定。     

基于区间数的多指标综合关联度决策模型

针对区间数多指标系统的决策特点,对指标数据初始化处理时,利用"奖优罚劣"原则,提出了一种新的易于计算且实用的S_i到[-1,1]的线性变换,然后定义正、负理想方案,建立了一种新的区间数多指标灰色综合关联度分析决策模型.该模型为区间数多指标决策提供了一种科学、实用的方法,并已利用现有的实例来证实此方法的科学性与可行性.     

从坐标隶属度到点隶属度转换的数学方法

在多指标不确定决策中,如果选用隶属函数描述各维指标值关于状态的不确定性,必然涉及坐标隶属度到点隶属度的转换问题.现有的隶属度转换方法受到冗余数据的干扰,影响了决策结果的可信性.为此,通过挖掘隐藏在坐标隶属度中关于点分类的知识信息,厘清点分类与坐标隶属度间的关系;定义指标区分权清除坐标隶属度中对点分类不起作用的冗余值,构建从坐标隶属度到点隶属度转换的数学方法,为多指标不确定决策提供方法依据.     

学生体质评价模型的构建与分析

利用组合群验的理论和方法构建了学生体质评价数学模型,在这一模型基础上介绍了该模型的应用方法,为评价学生体质提供了新方法.