直链淀粉含量影响着食品的食用品质和外观品质,与食品安全息息相关,并且具有广泛的工业用途。研究直链淀粉检测方法与技术,对提高我国粮食的市场竞争力具有重要意义。特别是在我国加入WTO后,研究工作显得更加重要。在这样的背景下,本文研究了标准碘比色法和近红外光谱法两种分析方法的直链淀粉含量检测技术,并设计研制了基于比色原理的直链淀粉检测装置,主要研究内容如下: 1.研制开发了基于比色原理的直链淀粉检测装置。光源选用单波长激光光源,解决了分光系统得到的单色光的纯度和强度的矛盾关系。激光光源单色性好,减小了非单色光引起的对朗伯—比尔定律的偏离,光强度高,采用脱脂与不脱脂的前处理方法,都能保证测量精度。 2.设计并实现了直链淀粉检测装置软件系统。该系统具有串口通讯,控制检测过程,显示检测数据,建立标准工作曲线,预测未知样品直链淀粉含量等功能。 3.对直链淀粉检测装置进行了性能分析研究。通过大量的性能试验验证了直链淀粉检测装置准确度、精密度高,稳定性好,测定结果受温度的影响不明显。与农业部谷物品质监督检测测试中心使用的仪器进行性能对比研究,结果表明:用实验室标准方法(脱脂),直链淀粉检测装置能保证检测精度。与美国O-Ⅰ公司的FS-Ⅳ化学自动分析仪进行性能对比分析,结果表明,采用不脱脂的前处理方法,直链淀粉检测装置也能保证检测精度,其性能和国外同类仪器性能相当。 4.对直链淀粉近红外光谱特征波长选择问题,提出了一种基于小波变换的波长选择方法,该算法不仅考虑了浓度矩阵对波长选择的影响,且由于把小波分解结构中的高频系数全部滤除,避免了高频噪声的干扰,减小了建模和预测运算时间,使得PLS-LOO-CV预测值与标准值的相关系数R得以提高,交叉验证标准差SECV、预测标准差SEP得以减小。 5.分别应用六种波长选择方法:相关系数法、方差分析法、相关成分分析法、无信息变量消除法、遗传算法、小波变换法对直链淀粉近红外光谱进行了实例比较分析。结果表明,这六种方法都能减小建模波长点数,提高校正模型的精度,增强校正模型的预测能力。其中,相关矩阵分析法效果最好,小波变换法选择的波长点数最少,且建模效果和预测能力较好。 6.针对国外稻米直链淀粉近红外光谱模型不适合中国稻米的问题,以中国主要产稻区的典型品种为研究对象,建立了糙米粉直链淀粉近红外光谱模型,该模型可用于实际样品检测。在此基础上,针对用糙米粉测定直链淀粉含量,样品需碾磨,测定后的样品不能用于育种,研究建立了单粒糙米种子、糙米的直链淀粉近红外光谱模型,这两个模型可用于育种部门进行材料初选。 7.用本文设计研制的直链淀粉检测装置,通过比色法测定了小麦、玉米、小米、大麦、高粱、绿豆等谷物的直链淀粉含量,并和农科院品种资源所测定结果进行了对比,结果表明,测定结果准确可靠。在此基础上,建立了小麦、玉米直链淀粉近红外光谱模型,该模型精度高,预测能力强,比色法和近红外光谱法测定结果没有明显差异。