近紅外分析儀在玉米質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

谷忠超

前言：作為一種重要的農(nóng)作物，玉米在社會生活中占據(jù)著不可替代的地位，其質(zhì)量直接深刻影響社會生活，故文章引進(jìn)近紅外分析儀，以工廠玉米質(zhì)量檢測工作為核心，對其在玉米淀粉含量和玉米水分檢測方面的應(yīng)用進(jìn)行了分析，同時，基于儀器的校準(zhǔn)結(jié)果構(gòu)建了測試實(shí)驗(yàn)，證明了近紅外分析儀設(shè)備的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：近紅外;玉米;檢測

一、近紅外分析儀工作機(jī)理

近紅外分析儀帶有精密性和技術(shù)性特點(diǎn)，截止目前，在國外已經(jīng)得以成熟應(yīng)用，在早期階段，受我國資金、技術(shù)等方面的限制，近紅外分析儀很少應(yīng)用，近幾年間，此種形勢方得以改善[1]。從近紅外分析儀的運(yùn)作來看，其以朗白-比爾定律為核心，基于不同物質(zhì)分子對紅外線的特性吸收差異，實(shí)現(xiàn)檢測目標(biāo)，其測量對象為反射光，故適用于不透明物質(zhì)。同時，在運(yùn)用近紅外分析儀時，要立足于相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室方法，進(jìn)而聯(lián)系設(shè)備不同波長光的吸收情況，另外，由于所測樣品含有大量的不同物質(zhì)，在一定程度上，會影響檢測結(jié)果，故可基于特定的線性關(guān)系進(jìn)行分析。

將近紅外分析儀實(shí)際應(yīng)用于玉米質(zhì)量分析時，在工廠校準(zhǔn)期間，可基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和線性回歸，得出相關(guān)常數(shù);在校準(zhǔn)測試期間，可換取樣品，分析校準(zhǔn)結(jié)果適用性;在分析期間，掃描樣品，測出相關(guān)值，代入方程后，即可獲取結(jié)果。

二、校準(zhǔn)階段

（一）儀器設(shè)備

主要應(yīng)用的儀器設(shè)備包括近紅外分析儀、烘箱、稱量瓶、水浴鍋、分析天平、溫度計(jì)、旋光儀、濾紙和錐形瓶，其中分析天平可精確到萬分之一。

（二）相關(guān)藥品

甘油、硫酸鋅、亞鐵氰化鉀和無水氯化鈣。

（三）校準(zhǔn)

首先，要細(xì)致選擇樣品并科學(xué)進(jìn)行制備，嚴(yán)格把控樣品的水分含量和淀粉含量，并將其控制在特定的范圍內(nèi)，一般來說，可將多見的樣品含量范圍劃分為幾段，分別開展校準(zhǔn)工作，本次劃分范圍為水分在9.8%到15.8%之間、淀粉含量在59%到66.9%之間，可使用分樣器，縮分樣品到100克左右，做粉碎處理后，裝于樣品瓶。

其次，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室基準(zhǔn)分析活動，選擇專業(yè)性的技術(shù)人員，在本次實(shí)驗(yàn)中，所應(yīng)用基準(zhǔn)為水分快速法和谷物籽粒粗淀粉測定方法，平行測定取平均值，若中途或結(jié)果異常，可重做。在進(jìn)行理化分析階段，可同時將分析儀與電腦相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描。另外，本次選擇濾光片數(shù)量為20、樣品數(shù)量為120，要專人操作，確保進(jìn)樣一致，可每次兩個，然后利用儀器帶有的自動比較功能，將兩次的數(shù)值控制在合理的區(qū)間內(nèi)。

最后，整理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。在此階段，要將對應(yīng)錄入數(shù)據(jù)，將錯誤的刪除后，利用儀器軟件，做線性分析，刪除差別大的樣品后，選擇濾光片，然后基于相關(guān)程序，再次進(jìn)行線性分析，利用得出校準(zhǔn)的相關(guān)系數(shù)和預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)誤差確定最終校準(zhǔn)。

下方為具體的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和國家標(biāo)準(zhǔn)要求一覽表。

兩相對比可知，校準(zhǔn)合格。

三、校準(zhǔn)測試階段

（一）樣品選取制備

相關(guān)原則與校準(zhǔn)相同，本次樣品數(shù)量為25個。

（二）測試數(shù)據(jù)和結(jié)果

相關(guān)測試信息數(shù)據(jù)見表2。

基于測試可知，玉米質(zhì)量校準(zhǔn)符合要求。

（三）實(shí)際工作優(yōu)化

毋庸置疑，雖然理論上測試通過，但是在實(shí)際應(yīng)用階段，仍然存在問題，也就是說，無論是玉米水分，還是玉米淀粉，都為分析基而非收到基，究其原因在于，在操作階段，樣品均為實(shí)驗(yàn)?zāi)シ鬯椋诜鬯殡A段，受磨過快的轉(zhuǎn)速影響，玉米樣品水分會有所流失，而水分流失的程度很難確定，既受玉米原始水分影響，也與粉碎樣品量和時間密切相關(guān)。故本環(huán)節(jié)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)ズ头鬯榱６戎茦樱瑴y試水分校準(zhǔn)，結(jié)果符合要求，同時，也測試了潮糧分析的二次水分，結(jié)果同樣符合要求。實(shí)驗(yàn)也證明，在一定范圍內(nèi)，玉米粉度對水分校準(zhǔn)影響較小，潮糧雖然在特定溫度和時間范圍內(nèi)對水分校準(zhǔn)有所影響，但最終結(jié)果也符合要求。另外需要注意的一點(diǎn)是，在測定潮糧淀粉階段，需將溫度和時間控制在50攝氏度左右和1小時，待冷卻后在進(jìn)行測定，以免影響淀粉性質(zhì)和最終結(jié)果[2]。

四、結(jié)論

總而言之，利用近紅外分析儀，構(gòu)建了玉米水分和淀粉測定和校準(zhǔn)，并于測試活動中發(fā)現(xiàn)其符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。然后構(gòu)建實(shí)驗(yàn)活動，摸索了快速、準(zhǔn)確、科學(xué)的測定玉米原始水分、淀粉含量和潮糧二次水分的方法。最后，證明了近紅外分析儀可應(yīng)用于玉米質(zhì)量檢測，且?guī)в袦?zhǔn)確、清潔和高效的價(jià)值，故值得大范圍推廣。但是近紅外分析儀也有一些局限性：適用于常量成分檢測;分析未知樣品需預(yù)先建立校正模型;準(zhǔn)確度只能無限逼近實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)確度;需要不斷對模型進(jìn)行維護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏勇，王德志，何宏，等.近紅外檢測分析儀在玉米青貯質(zhì)量檢測的應(yīng)用[J].中國畜禽種業(yè)，2019，15（01）：6-8.

[2]林姿伸，江青艷.對近紅外技術(shù)檢測玉米養(yǎng)分含量的模型進(jìn)行優(yōu)化的探討[J].廣東飼料，2020，v.29;No.236（01）：38-41.