專(zhuān)利名稱：基于特征波段的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種黑木耳蛋白質(zhì)含量的檢測(cè)裝置，具體為一種基于特征波段模型的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
黑木耳營(yíng)養(yǎng)豐富，含有較多的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等營(yíng)養(yǎng)成份，作為 一種具有保健功能的食品被廣泛食用。黑木耳的品質(zhì)因受其產(chǎn)地生長(zhǎng)環(huán)境(海拔、溫濕度、 氣候條件等)的影響，具有很大的差異。而蛋白質(zhì)作為黑木耳品質(zhì)的重要指標(biāo)，其快速檢測(cè) 對(duì)黑木耳品質(zhì)控制非常重要。傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)測(cè)量方法為凱氏定氮法或燃燒測(cè)氮法，測(cè)量過(guò) 程費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、耗材成本高，且中間過(guò)程容易產(chǎn)生化學(xué)污染。因此，急需一種能夠快速、準(zhǔn)確 地實(shí)現(xiàn)黑木耳中蛋白質(zhì)含量檢測(cè)的方法。近紅外光譜技術(shù)作為一種快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的分析 技術(shù)，在農(nóng)產(chǎn)品和食品品質(zhì)分析中已有廣泛的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種基于特征波段模型的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置，可快 速采集黑木耳某些特定波長(zhǎng)的反射率，通過(guò)預(yù)設(shè)的線性計(jì)算公式，快速準(zhǔn)確檢測(cè)黑木耳中 蛋白質(zhì)含量。一種基于特征波段的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置，包括光譜采集裝置、嵌入 式系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，光源采集裝置通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與嵌入式系統(tǒng)相連，嵌入式系統(tǒng)由電源 系統(tǒng)供電；光譜采集裝置由樣品池、蓋在樣品池上的石英玻片、石英玻片上方的光敏傳感 器固定層、由光敏傳感器固定層固定的光敏傳感器組合裝置和光源系統(tǒng)組成；光敏傳感器 固定層設(shè)有8個(gè)沿同一圓周均勻分布的通道，每個(gè)通道的中心線均與垂直方向成45°，交 匯于光源系統(tǒng)在石英玻片的照射中心；光敏傳感器組合裝置由8組濾光片和光敏傳感器 組合而成，每個(gè)通道中設(shè)置一組濾光片和光敏傳感器；其中7個(gè)濾光片的中心波長(zhǎng)分別為 1318nm、llOOnm、1396nm,2214nm、1834nm、1520nm 和 2498nm。所述的光源系統(tǒng)的波長(zhǎng)范圍覆蓋1000-2500nm。所述的嵌入式系統(tǒng)預(yù)設(shè)黑木耳蛋白質(zhì)含量計(jì)算的線性方程，且具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì) 算和顯示功能。所述的線性方程為Y = 89. 960Χ1-248. 482Χ2+269. 366Χ3_68· 022Χ4+200. 063Χ5_30 9. 675Χ6+87. 126Χ7+2. 028，公式中Y為黑木耳中蛋白質(zhì)含量，X1 X7分別為波長(zhǎng)1318nm、 1100nm、1396nm、2214nm、1834nm、1520nm、2498nm 所對(duì)應(yīng)的黑木耳的吸光度值。黑木耳樣本放入樣品池后，光源系統(tǒng)發(fā)出的光，經(jīng)黑木耳反射后，透過(guò)石英玻片被 光敏傳感器組合裝置接收。黑木耳在特定波長(zhǎng)(其中有一個(gè)作為參照波長(zhǎng)，其余7個(gè)參與 計(jì)算)處的反射率數(shù)據(jù)通過(guò)USB數(shù)據(jù)線傳入嵌入式系統(tǒng)，通過(guò)log (1/R)將反射率轉(zhuǎn)化為吸 光度(其中R為反射率)，然后經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定好的線性方程Y(%) = 89. 960^-248. 482Χ2+2 69. 366Χ3-68. 022Χ4+200. 063Χ5-309. 675Χ6+87. 126Χ7+2. 028 計(jì)算得出黑木耳的蛋白質(zhì)含量，并進(jìn)行結(jié)果的存儲(chǔ)和顯示，公式中Y為黑木耳中蛋白質(zhì)含量，單位為％。 本實(shí)用新型具有的有益效果是(1)實(shí)現(xiàn)了黑木耳中蛋白質(zhì)含量的快速檢測(cè)，且檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)便、快捷、成本低、無(wú)污 染；(2)應(yīng)用特征波段結(jié)合線性計(jì)算公式進(jìn)行黑木耳中蛋白質(zhì)含量的檢測(cè)，檢測(cè)裝置 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)方法快速，結(jié)果準(zhǔn)確可靠；(3)可根據(jù)實(shí)際情況，選擇其他中心波長(zhǎng)的濾光片，通過(guò)修正線性計(jì)算公式，用于 黑木耳其他品質(zhì)指標(biāo)的快速檢測(cè)。本實(shí)用新型主要用于通過(guò)特征波長(zhǎng)快速準(zhǔn)確檢測(cè)黑木耳蛋白質(zhì)含量，檢測(cè)快速準(zhǔn) 確，大大縮短了檢測(cè)的時(shí)間，減少了環(huán)境污染，降低了檢測(cè)成本。

圖1是黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種基于特征波段的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置，包括光譜采 集裝置6、嵌入式系統(tǒng)7和電源系統(tǒng)8，光源采集裝置6通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與嵌入式系統(tǒng)7相 連，嵌入式系統(tǒng)7由電源系統(tǒng)8供電。光譜采集裝置6由樣品池1、蓋在樣品池1上的石英玻片2、石英玻片2上方的光 敏傳感器固定層3、由光敏傳感器固定層3固定的光敏傳感器組合裝置4和光源系統(tǒng)5組 成；光敏傳感器固定層3設(shè)有8個(gè)沿同一圓周均勻分布的通道，每個(gè)通道的中心線均與垂直 方向成45°，交匯于光源系統(tǒng)5在石英玻片2的照射中心；光敏傳感器組合裝置4由8組 濾光片和光敏傳感器組合而成，每個(gè)通道中設(shè)置一組濾光片和光敏傳感器；其中7個(gè)濾光 片的中心波長(zhǎng)分別為 1318nm、1100nm、1396nm，2214nm、1834nm、1520nm和 2498nm。8 組濾光 片和光敏傳感器其中一組作為參照波長(zhǎng)，其余7組參與計(jì)算。光源系統(tǒng)5的波長(zhǎng)范圍覆蓋1000-2500nm。光源系統(tǒng)5垂直照射石英玻片2，且光 源系統(tǒng)5的照射中心在8個(gè)通道所組成的圓周的圓心點(diǎn)，則光源照射在石英玻片的中心點(diǎn) 正好與8個(gè)通道中心線的交匯點(diǎn)重合。嵌入式系統(tǒng)7采用型號(hào)為STC12A5C60AD單片機(jī)。預(yù)設(shè)黑木耳蛋白質(zhì)含量計(jì)算的 線性方程，Y( % ) = 89. 960X1-248. 482X2+269. 366Xs-68. 022X4+200. 063X5-309. 675X6+87. 126X7+2. 028，公式中Y為黑木耳中蛋白質(zhì)含量，單位為％，X1 X7分別為波長(zhǎng)1318,1100, 1396，2214，1834，1520，2498nm所對(duì)應(yīng)的黑木耳的吸光度值。檢測(cè)方法其步驟如下1)將樣品池裝滿黑木耳粉碎(過(guò)60目篩)樣本，并將黑木耳樣品表面撫平，將石 英玻片蓋在樣品上；2)使用該系統(tǒng)光譜采集裝置采集黑木耳預(yù)設(shè)的7個(gè)通道的反射率值，并通過(guò)USB 數(shù)據(jù)線傳入嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備用；3)將獲取的7個(gè)通道的黑木耳反射率值通過(guò)log(l/R)轉(zhuǎn)化為吸光度值；4)將7個(gè)通道的吸光度值分別代入線性方程Y ) = 89. 960X1-248. 482X2+269.366Xs-68. 022X4+200. 063X5-309. 675X6+87. 126X7+2. 028，公式中 Y 為黑木耳中蛋白質(zhì)含量， 單位為%，X1 X7分別為波長(zhǎng)1318，1100，1396，2214，1834，1520，2498nm所對(duì)應(yīng)的黑木耳 的吸光度值。通過(guò)計(jì)算即可得到黑木耳中蛋白質(zhì)含量。在嵌入式系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果的存儲(chǔ)、顯示和處理。本實(shí)施例所選定的特征波長(zhǎng)只針對(duì)黑木耳蛋白質(zhì)的快速檢測(cè)，對(duì)其他指標(biāo)的檢測(cè) 不適用，如需檢測(cè)其他品質(zhì)指標(biāo)，需重新選定特征波長(zhǎng)，建立線性方程。
權(quán)利要求一種基于特征波段的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置，包括光譜采集裝置(6)、嵌入式系統(tǒng)(7)和電源系統(tǒng)(8)，光源采集裝置(6)通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與嵌入式系統(tǒng)(7)相連，嵌入式系統(tǒng)(7)由電源系統(tǒng)(8)供電，其特征在于光譜采集裝置(6)由樣品池(1)、蓋在樣品池(1)上的石英玻片(2)、石英玻片(2)上方的光敏傳感器固定層(3)、由光敏傳感器固定層(3)固定的光敏傳感器組合裝置(4)和光源系統(tǒng)(5)組成；光敏傳感器固定層(3)設(shè)有8個(gè)沿同一圓周均勻分布的通道，每個(gè)通道的中心線均與垂直方向成45°，交匯于光源系統(tǒng)(5)在石英玻片(2)的照射中心；光敏傳感器組合裝置(4)由8組濾光片和光敏傳感器組合而成，每個(gè)通道中設(shè)置一組濾光片和光敏傳感器；其中7個(gè)濾光片的中心波長(zhǎng)分別為1318nm、1100nm、1396nm，2214nm、1834nm、1520nm和2498nm。
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3.如權(quán)利要求2所述的基于特征波段的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置，其特征在 于所述的光源系統(tǒng)(5)的波長(zhǎng)范圍覆蓋1000-2500nm。
4.如權(quán)利要求2所述的基于特征波段的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置，其特征在 于所述的嵌入式系統(tǒng)(7)預(yù)設(shè)黑木耳蛋白質(zhì)含量計(jì)算的線性方程，且具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算 和顯示功能。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于特征波段的黑木耳蛋白質(zhì)含量快速檢測(cè)裝置，包括光譜采集裝置、嵌入式系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，光源采集裝置通過(guò)USB數(shù)據(jù)線與嵌入式系統(tǒng)相連，嵌入式系統(tǒng)由電源系統(tǒng)供電；光譜采集裝置由樣品池、蓋在樣品池上的石英玻片、石英玻片上方的光敏傳感器固定層、由光敏傳感器固定層固定的光敏傳感器組合裝置和光源系統(tǒng)組成；光敏傳感器固定層設(shè)有8個(gè)沿同一圓周均勻分布的通道，每個(gè)通道的中心線均與垂直方向成45°，交匯于光源系統(tǒng)在石英玻片的照射中心；光敏傳感器組合裝置由8組濾光片和光敏傳感器組合而成。本實(shí)用新型裝置檢測(cè)快速準(zhǔn)確，大大縮短了檢測(cè)的時(shí)間，減少了環(huán)境污染，降低了檢測(cè)成本。
文檔編號(hào)G01N21/31GK201555802SQ200920200570
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者何勇, 劉飛 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)