JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

基于随机蛙跳筛选的初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的建立

何屹 杨本刚 尹嵩 陈实 尹晓东 周文忠 贾学伟 杨盼盼

何屹, 杨本刚, 尹嵩, 等. 基于随机蛙跳筛选的初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的建立[J]. 轻工学报, 2024, 39(2): 100-106. doi: 10.12187/2024.02.013
引用本文: 何屹, 杨本刚, 尹嵩, 等. 基于随机蛙跳筛选的初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的建立[J]. 轻工学报, 2024, 39(2): 100-106. doi: 10.12187/2024.02.013
HE Yi, YANG Bengang, YIN Song, et al. Establishment of near infrared models of flue-cured tobacco leaves β-carotene and lutein based on random frog screening[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(2): 100-106. doi: 10.12187/2024.02.013
Citation: HE Yi, YANG Bengang, YIN Song, et al. Establishment of near infrared models of flue-cured tobacco leaves β-carotene and lutein based on random frog screening[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(2): 100-106. doi: 10.12187/2024.02.013

基于随机蛙跳筛选的初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的建立

    作者简介: 何屹(1990-),男,四川省洪雅县人,四川三联新材料有限公司工程师,主要研究方向为高分子材料和分析化学。E-mail:114033318@qq.com;
  • 基金项目: 四川省重点研发项目(2018GZ0546)
    中国烟草总公司项目(2021530000242045)

  • 中图分类号: TS41

Establishment of near infrared models of flue-cured tobacco leaves β-carotene and lutein based on random frog screening

  • Received Date: 2023-05-09
    Accepted Date: 2023-08-23

    CLC number: TS41

  • 摘要: 为提高近红外光谱法测定初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量的准确性和稳定性,采用随机蛙跳(Random Frog, RF)筛选特征波长建立上述指标的偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS)近红外模型,结合模型内部交互验证结果确定最优建模波长数和主成分数,并对最优模型的准确性和稳定性进行内外部评价。结果表明:相较于全波长(1298个波长)建模,利用RF筛选出的181个和216个特征波长建模,模型的决定系数(R2)由0.771 8和0.867 7分别提高至0.951 1和0.958 7,校正均方根误差(RMSEC)由3.362 μg/g和4.930 μg/g 分别降低至1.556 μg/g和2.756 μg/g,交互验证均方根误差(RMSECV)由3.304 μg/g和4.836 μg/g 分别降低至1.529 μg/g和2.703 μg/g;模型外部预测集(样品数=50)的预测平均相对误差分别由11.80 %和9.62 %降低至5.48 %和5.49 %。采用RF筛选特征波长能有效提升初烤烟叶β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的准确性和稳定性,可为初烤烟叶质量评价提供理论参考。
    1. [1]

      贾中林,郑庆霞,戴华鑫,等.烤烟上部叶成熟过程中代谢组的差异分析[J].烟草科技,2023,56(1):1-10.

    2. [2]

      胡亚杰,王闯,王维,等.酸碱处理对两种土壤类型初烤烟颜色变化的影响[J].南方农业学报,2020,51(9):2261-2268.

    3. [3]

      曹建敏,别瑞,王玉华,等.烤烟新品种中烟特香301特征香气物质研究[J].中国烟草科学,2022,43(2):64-70.

    4. [4]

      孔芳芳,王玉华,别瑞,等.不同烘烤方式对烤烟香气成分与品质的影响[J].山东农业科学,2022,54(5):71-78.

    5. [5]

      韦克苏,涂永高,张念,等.采收成熟度对烘烤过程烟叶色素降解及抗氧化系统的影响[J].江苏农业科学,2021,49(13):176-180.

    6. [6]

      赵高坤,任可,陈妍洁,等.不同成熟度烟叶烘烤过程中大分子物质代谢动态研究[J].西南农业学报,2020,33(9):1950-1957.

    7. [7]

      葛炯,孙琳,沈晓洁,等.拉曼光谱结合偏最小二乘同时测定烟草中叶黄素和β-胡萝卜素含量[J].光谱学与光谱分析,2019,39(11):3519-3524.

    8. [8]

      CASTILLO M S,ACOSTA J J,HODGE G R,et al.Analysis of alkaloids and reducing sugars in processed and unprocessed tobacco leaves using a handheld near infrared spectrometer[J].Journal of Near Infrared Spectroscopy,2023,31(2):55-62.

    9. [9]

      WEI K S,BIN J,WANG F,et al.On-line monitoring of the tobacco leaf composition during flue-curing by near-infrared spectroscopy and deep transfer learning[J].Analytical Letters,2022,55(13):2089-2107.

    10. [10]

      宋怡,刘巍,段焰青,等.近红外光谱法快速测定烟草中的植物色素[J].中国烟草学报,2009,15(2):15-18.

    11. [11]

      侯英,李晓亚,杨式华,等.傅里叶变换近红外光谱法快速测定烟叶中叶黄素和β-胡萝卜素含量[J].云南化工,2009,36(5):20-23.

    12. [12]

      云永欢,邓百川,梁逸曾.化学建模与模型集群分析[J].分析化学,2015,43(11):1638-1647.

    13. [13]

      邵学广,蔡文生,徐恒.近红外光谱分析中波长选择的必要性[C]//中国化学会.第27届学术年会第15分会场摘要集:2011卷.厦门:[s.n.],2010.

    14. [14]

      LI H D,LIANG Y Z,XU Q S,et al.Key wavelengths screening using competitive adaptive reweighted sampling method for multivariate calibration[J].Analytica Chimica Acta,2009,648(1):77-84.

    15. [15]

      LI H D,XU Q S,LIANG Y Z.Random frog:An efficient reversible jump Markov Chain Monte Carlo-like approach for gene selection and disease classification[J].Analytica Chimica Acta,2012,740:20-26.

    16. [16]

      王晋,黄海涛,刘欣,等.超高效液相色谱法快速测定烟草样品中的植物色素[J].湖北农业科学,2018,57(22):124-127.

    17. [17]

      云南省质量技术监督局.烟草及烟草制品主要化学成分指标近红外校正模型建立与验证导则:DB/T 497-2013[S].北京:中国标准出版社,2013.

    18. [18]

      周文忠,张峻松,邹悦,等.应用近红外光谱法结合波长筛选快速测定烟草绿原酸、莨菪亭和芸香苷含量[J].江西农业学报,2019,31(12):66-71.

    19. [19]

      梁逸曾,许青松.复杂体系仪器分析:白、灰、黑分析体系及其多变量解析方法[M].北京:化学工业出版社,2012:253.

    20. [20]

      高瑞琳,杨鹏硕,许刚,等.基于系统建模思想的脑心通胶囊中丹酚酸B近红外定量建模[J].光谱学与光谱分析,2020,40(11):3573-3578.

    21. [21]

      邹小波,陈正伟,石吉勇,等.基于近红外高光谱图像的黄瓜叶片色素含量快速检测[J].农业机械学报,2012,43(5):152-156.

    1. [1]

      张志平宋洋洋王秋领王清福龚贵平付瑜锋陈高 . 基于离子液体的菌藻类胡萝卜素提取工艺研究. 轻工学报, 2024, 39(2): 19-27. doi: 10.12187/2024.02.003

    2. [2]

      李跑谭惠珍谢叔娥苏光林董怡青唐辉 . 基于近红外光谱技术有监督模式识别的青皮产地溯源分析. 轻工学报, 2024, 39(2): 54-59. doi: 10.12187/2024.02.007

    3. [3]

      田金虎袁颖卢昕博汤晓东潘力王雨凝叶兴乾蒋健 . 微波预处理对加热卷烟用烤烟烟叶常规化学成分及挥发性香气成分的影响. 轻工学报, 2024, 39(2): 69-79. doi: 10.12187/2024.02.009

    4. [4]

      王晓吴洲王宏伟王榕陈浩然 . 基于深度学习和蛋白质语言模型的抗菌肽预测模型研究. 轻工学报, 2024, 39(2): 12-18. doi: 10.12187/2024.02.002

    5. [5]

      楚文娟樊文鹏高子婷韩路田海英姬小明万纪强来苗 . 新型保润剂丙二醇吡咯酯的制备及其对再造烟叶保润效果研究. 轻工学报, 2024, 39(2): 87-93. doi: 10.12187/2024.02.011

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  80
  • 引证文献数: 0
文章相关
  • 收稿日期:  2023-05-09
  • 修回日期:  2023-08-23
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索
何屹, 杨本刚, 尹嵩, 等. 基于随机蛙跳筛选的初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的建立[J]. 轻工学报, 2024, 39(2): 100-106. doi: 10.12187/2024.02.013
引用本文: 何屹, 杨本刚, 尹嵩, 等. 基于随机蛙跳筛选的初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的建立[J]. 轻工学报, 2024, 39(2): 100-106. doi: 10.12187/2024.02.013
HE Yi, YANG Bengang, YIN Song, et al. Establishment of near infrared models of flue-cured tobacco leaves β-carotene and lutein based on random frog screening[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(2): 100-106. doi: 10.12187/2024.02.013
Citation: HE Yi, YANG Bengang, YIN Song, et al. Establishment of near infrared models of flue-cured tobacco leaves β-carotene and lutein based on random frog screening[J]. Journal of Light Industry, 2024, 39(2): 100-106. doi: 10.12187/2024.02.013

基于随机蛙跳筛选的初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的建立

    作者简介:何屹(1990-),男,四川省洪雅县人,四川三联新材料有限公司工程师,主要研究方向为高分子材料和分析化学。E-mail:114033318@qq.com
  • 1. 四川三联新材料有限公司, 四川 成都 610101;
  • 2. 贵州中烟工业有限责任公司 毕节卷烟厂, 贵州 毕节 551799;
  • 3. 云南省烟草烟叶公司, 云南 昆明 652017;
  • 4. 云南同创检测技术股份有限公司, 云南 昆明 650106;
  • 5. 郑州轻工业大学 烟草科学与工程学院, 河南 郑州 450001
基金项目:  四川省重点研发项目(2018GZ0546)中国烟草总公司项目(2021530000242045)

摘要: 为提高近红外光谱法测定初烤烟叶中β-胡萝卜素和叶黄素含量的准确性和稳定性,采用随机蛙跳(Random Frog, RF)筛选特征波长建立上述指标的偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS)近红外模型,结合模型内部交互验证结果确定最优建模波长数和主成分数,并对最优模型的准确性和稳定性进行内外部评价。结果表明:相较于全波长(1298个波长)建模,利用RF筛选出的181个和216个特征波长建模,模型的决定系数(R2)由0.771 8和0.867 7分别提高至0.951 1和0.958 7,校正均方根误差(RMSEC)由3.362 μg/g和4.930 μg/g 分别降低至1.556 μg/g和2.756 μg/g,交互验证均方根误差(RMSECV)由3.304 μg/g和4.836 μg/g 分别降低至1.529 μg/g和2.703 μg/g;模型外部预测集(样品数=50)的预测平均相对误差分别由11.80 %和9.62 %降低至5.48 %和5.49 %。采用RF筛选特征波长能有效提升初烤烟叶β-胡萝卜素和叶黄素含量近红外模型的准确性和稳定性,可为初烤烟叶质量评价提供理论参考。

English Abstract

参考文献 (21) 相关文章 (5)

目录

/

返回文章