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棉籽棉酚含量的近红外测定方法研究
摘要
近年来，棉籽棉酚的提取与分离已成为研究的热点，因此，建立一种高效、快速、非破坏性的测定棉籽棉酚含量的方法变得非常重要。近红外光谱技术具有示变性好、操作简单、分析快速、非破坏性等优点，成为了广泛应用于农业、食品、环保等领域的一种常用分析方法。本文以棉籽中棉酚含量为研究对象，探讨了基于近红外光谱技术的棉籽棉酚含量测定方法，结果表明，该方法可准确、快速地测定棉籽中的棉酚含量，为棉花育种、棉籽加工等行业提供了有效的技术支持。
关键词：棉籽棉酚；近红外光谱；测定方法
Abstract
Inrecentyears,theextractionandseparationofgossypolincottonseedshavebecomeahottopic,soitisveryimportanttoestablishanefficient,fastandnon-destructivemethodtodeterminethegossypolcontentincottonseeds.Nearinfraredspectroscopytechnologyhastheadvantagesofgoodsensitivity,simpleoperation,fastanalysis,non-destructiveandsoon,andhasbecomeacommonlyusedanalysismethodinagriculture,food,environmentalprotectionandotherfields.Inthispaper,thegossypolcontentincottonseedswastakenastheresearchobject,andagossypolcontentdeterminationmethodbasedonNearinfraredspectroscopytechnologywasexplored.Theresultsshowedthatthemethodcanaccuratelyandquicklydeterminethegossypolcontentincottonseeds,providingeffectivetechnicalsupportforcottonbreedingandcottonseedprocessing.
Keywords:gossypolincottonseeds;nearinfraredspectroscopy;determinationmethod
一、研究背景
棉花是我国主要经济作物之一，而棉籽作为棉花的种子，则拥有着非常广泛的用途。棉籽中含有大量的棉酚，是一种天然、天然酸碱度的有机酸，具有显著的毒性，无法食用和用于饲料，严重影响了棉籽的综合利用。因此，精确测定棉籽中棉酚的含量，对于营养品和药物的生产，以及棉籽油生产的质量控制都有很大的意义。传统的棉酚含量检测方法多采用高效液相色谱、气相色谱和液相色谱等化学分析方法，但是这些传统方法单次检测时间较长，检测成本较高，同时还需要对样品进行化学处理，对样品造成了一定的破坏。
与传统方法相比，近红外光谱技术具有示变性好、操作简单、分析快速、非破坏性等优点，成为农业、食品、环保等领域常用分析方法之一。近年来，美国、日本等发达国家已经在棉酚含量的非破坏性测定方面开展了很多研究工作，并取得了较好的效果。因此，研究基于近红外光谱技术的棉籽棉酚含量测定方法，对于提高棉酚测定的精度和效率，为棉花育种、棉籽加工等领域提供有效技术支持具有重要意义。
二、研究方法
1、实验数据采集
本次研究选取了不同来源、不同批次的棉籽样品作为研究对象，共选取了100份样品，采集了其近红外光谱数据。样品准备过程中，首先将棉籽样品置于50℃干燥箱中进行烘干，烘干至稳定重量；然后将样品粉碎，并筛选出小于0.2mm的颗粒，样品充分混合后制成均匀的粉末样品。
2、近红外光谱测试
实验采用美国ThemoScientific员工式近红外光谱仪进行光谱测试，将粉末样品放置于光谱测量室中进行光谱测试。光谱数据以2400-1700nm的波长范围内为检测区间，采集光谱数据时，仪器扫描速度为16次/秒，每次扫描积分时间为50ms，共扫描32次。实验重复了3次，取不同的10份随机样品组成新集合得到的2组数据作为训练集和测试集。
3、样品棉酚含量检测
样品预处理后，根据棉酚的检测标准将棉籽样品送到专业的药检实验室进行检测，检测结果作为样品棉酚含量的标准数据。
4、光谱数据处理
用乘积散射校正（MSC）、多元散射校正（MC）和偏最小二乘回归（PLS）3种方法对光谱数据进行处理，得到与棉酚含量线性相关的特征波长点，并建立基于PLS方法的棉酚含量分析模型，在测试集上对棉酚含量进