基于高光谱成像技术的宁夏枸杞产地溯源鉴别

作者：袁伟东; 姜洪喆; 杨诗雨; 张聪; 周禹; 周宏平^*

来源：食品科学, 2023, 1-15.

• 高光谱成像
• 枸杞
• 产地鉴别
• 特征波长

宁夏枸杞因其特有的感官品质和药用价值，市场上假冒宁夏枸杞产品现象频发。因此，快速鉴别枸杞产地对生产者、消费者和市场经济至关重要。本研究目的是基于高光谱成像（400～1000 nm）结合化学计量学开发一种用于识别枸杞产地多元化的检测方法。获取宁夏、甘肃、内蒙、青海和新疆5个不同产地的枸杞高光谱图像，并基于阈值分割方法从感兴趣区域提取光谱数据。同时使用多种预处理方法来消除光谱的干扰信息，研究表明基于归一化反射光谱（Normalized reflectance spectrum， NR）的判别模型表现出较好的性能。进一步地采用连续投影算法（Succesive projections algorithm， SPA）、竞争性自适应重加权算法（Competitive adaptive reweighted sampling， CARS）、粒子群优化算法（Particle swarm optimization， PSO）、迭代保留信息变量算法（Iteratively retaining informative variables， IRIV）和CARS+IRIV选择特征波长。研究结果表明CARS+IRIV选取波长建立的简化模型性能最优，从二元分类到五元分类模型，特征波长仅占全波长的15.6%～27.7%，预测集准确率分别为97.7%、90.9%、89.2%、87.1%。此外，为了更加直观辨别分类种类，使用混淆矩阵可视化最佳简化分类模型。在对宁夏枸杞分类中获得了令人满意的灵敏度、特异性和Kappa系数。结果表明，高光谱成像技术结合化学计量学方法可有效鉴别枸杞产地，可为枸杞产业发展提供关键技术支撑。

• 出版日期2023
• 单位南京林业大学; 电子工程学院