基于氣敏信號的玉米霉變程度預(yù)測模型研究.pdf

1、玉米作為重要的農(nóng)產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，但由于玉米收獲后原始水分較高，呼吸強度大，極易發(fā)生霉變，霉變后的玉米不僅品質(zhì)下降，更會產(chǎn)生霉菌毒素危害人類健康。而目前基于理化實驗分析的玉米霉變檢測方法，因其操作復(fù)雜、費時、費力、結(jié)果滯后等，難以滿足實際需要。電子鼻作為一種無損快速檢測方法，在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)檢測方面獲得廣泛應(yīng)用，因此，基于電子鼻技術(shù)的快速、準(zhǔn)確、實時、在線的霉變玉米檢測方法研究具有重要實際意義。在設(shè)定的溫度和濕度條件下，培

2、養(yǎng)不同霉變程度的玉米測試樣品，并對不同霉變程度玉米樣品進行理化試驗及分析，按國標(biāo)規(guī)定方法測定其霉菌總數(shù)、黃曲霉毒素 B1含量和玉米赤霉烯酮含量。結(jié)果顯示：隨著霉變時間的增加，各項指標(biāo)都呈增長趨勢，霉變第0天、第2天、第4天、第6天、第8天、第10天、第12天的霉菌總數(shù)（lg[(cfu)·g]）分別為：3.666、7.934、21.260、26.356、37.895、55.2、62.59；黃曲霉毒素 B1（μg/kg）含量分別為：6.31

3、、12.18、21.75、38.93、50.01、67.43、82.37；玉米赤霉烯酮含量（μg/kg）分別為：22.3、34.6、52.0、67.2、82.5、130.2、178。對不同霉變程度玉米樣品進行電子鼻檢測，提取其氣敏響應(yīng)信號的積分值作為特征值，利用主成分回歸、偏最小二乘回歸、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、最小二乘支持向量機的方法建立了不同霉變等級玉米中霉菌總數(shù)、黃曲霉毒素 B1含量、玉米赤霉烯酮含量的電子鼻預(yù)測模型，并對幾種預(yù)測模型的預(yù)測

4、精度進行了比較。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴霉菌總數(shù)的主成分回歸模型、偏最小二乘回歸模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、最小二乘支持向量機模型的70個測試樣本相對誤差控制在5％以內(nèi)的樣本數(shù)分別為：16個、38個、56個、61個。⑵黃曲霉毒素 B1含量的主成分回歸模型、偏最小二乘回歸模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、最小二乘支持向量機模型的70個測試樣本相對誤差控制在5%以內(nèi)的樣本數(shù)分別為：19個、41個、62個、65個。⑶玉米赤霉烯酮含量的主成分回歸模

5、型、偏最小二乘回歸模型、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、最小二乘支持向量機模型的70個測試樣本相對誤差控制在5%以內(nèi)的樣本數(shù)分別為：23個、45個、63個、67個。預(yù)測精度最小二乘支持向量機模型＞BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型＞偏最小二乘回歸模型＞主成分回歸。為了驗證模型的穩(wěn)健性，對精度較高的 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和最小二乘支持向量機，在模型結(jié)構(gòu)不變的情況下，分別多次隨機抽樣進行測試，預(yù)測結(jié)果均趨于一致，說明兩種模型具有較高的可靠性和穩(wěn)健性，能夠準(zhǔn)確穩(wěn)定的估算玉米的霉變程