本發(fā)明涉及生物，具體涉及快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、含氮量、灰分及含水量等理化參數(shù)可以作為雙孢蘑菇培養(yǎng)料質(zhì)量最直觀的評價(jià)指標(biāo)。

2、對于雙孢蘑菇培養(yǎng)料理化參數(shù)的檢測多數(shù)采用傳統(tǒng)的常規(guī)化學(xué)檢測方法，不僅檢測指標(biāo)少，而且耗時(shí)較長(通常需要3-7天)，不能及時(shí)、全面地評價(jià)培養(yǎng)料質(zhì)量，導(dǎo)致對培養(yǎng)料質(zhì)量控制和監(jiān)管的嚴(yán)重缺乏，因此，科學(xué)監(jiān)測培養(yǎng)料的質(zhì)量是確保提高產(chǎn)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3、現(xiàn)有的國外引進(jìn)的近紅外光譜分析技術(shù)具有操作簡單、速度快、無損傷等特點(diǎn)。但由于國內(nèi)的不同原材料、不同季節(jié)溫度的差異，這種近紅外光譜分析儀預(yù)測的培養(yǎng)料理化指標(biāo)存在一定偏差，不能直接應(yīng)用于指導(dǎo)國內(nèi)雙孢蘑菇培養(yǎng)料的生產(chǎn)。

4、但國內(nèi)雙孢蘑菇培養(yǎng)料理化指標(biāo)的近紅外光譜檢測模型的構(gòu)建與應(yīng)用鮮見報(bào)道，所以建立雙孢蘑菇培養(yǎng)料的近紅外光譜檢測技術(shù)是目前工廠化發(fā)展迫切需要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法及其應(yīng)用。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，包括以下步驟：

4、一、采用化學(xué)法檢測雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品的含氮量、灰分和含水量，每個樣品至少重復(fù)進(jìn)行三次；

5、二、采用近紅外光譜檢測儀掃描雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品的光譜數(shù)據(jù)，每個樣品至少重復(fù)進(jìn)行三次，得到平均光譜，即為雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品的原始光譜；

6、三、對原始光譜進(jìn)行光譜預(yù)處理；

7、四、建立雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量定標(biāo)模型、灰分定標(biāo)模型和含水量定標(biāo)模型；

8、選擇使交叉驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)偏差secv低、交叉驗(yàn)證相關(guān)系數(shù)1-vr高的定標(biāo)模型；具體的，通過winisiⅲ近紅外定標(biāo)軟件，采用改進(jìn)最小二乘法進(jìn)行定標(biāo)，對雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量、灰分及含水量化學(xué)分析值和處理后的光譜數(shù)據(jù)一一對應(yīng)進(jìn)行線性擬合獲得定標(biāo)模型；其中，對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行無散射處理+一階導(dǎo)數(shù)處理，獲得含氮量定標(biāo)模型；對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正?；幚?一階導(dǎo)數(shù)處理，獲得灰分定標(biāo)模型；對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去散射處理+一階導(dǎo)數(shù)處理，獲得含水量定標(biāo)模型；

9、五、對含氮量定標(biāo)模型、灰分定標(biāo)模型和含水量定標(biāo)模型的預(yù)測性能進(jìn)行驗(yàn)證；

10、六、采用近紅外光譜檢測儀掃描待測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料樣品，并通過含氮量定標(biāo)模型、灰分定標(biāo)模型和含水量定標(biāo)模型，獲得待測雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品中的含氮量、灰分及含水量。

11、更進(jìn)一步的，步驟三中，選擇標(biāo)準(zhǔn)正?；?趨勢變化法和一階導(dǎo)數(shù)處理原始光譜。

12、更進(jìn)一步的，步驟三中，對處理后的光譜進(jìn)行掃描數(shù)據(jù)矩陣和化學(xué)分析值計(jì)算得分，并計(jì)算馬氏距離gh，gh＞3的樣品視為異常樣品予以剔除。

13、更進(jìn)一步的，將雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品分為驗(yàn)證集樣品和校正集樣品。

14、更進(jìn)一步的，針對所述校正集樣品進(jìn)行近紅外光譜檢測得到光譜數(shù)據(jù)，對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，采用改進(jìn)最小二乘法建立雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量、灰分和含水量定標(biāo)模型。

15、更進(jìn)一步的，采用所述驗(yàn)證集樣品對雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量、灰分和含水量定標(biāo)模型進(jìn)行驗(yàn)證；驗(yàn)證指標(biāo)采用：系統(tǒng)偏差、預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)偏差、化學(xué)分析值標(biāo)準(zhǔn)偏差和近紅外預(yù)測值標(biāo)準(zhǔn)偏差中的一種或多種。

16、更進(jìn)一步的，采用近紅外光譜檢測儀對雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品進(jìn)行測量，掃描范圍為850-2498nm波長。

17、更進(jìn)一步的，驗(yàn)證指標(biāo)中，系統(tǒng)偏差＜定標(biāo)模型secv的0.6倍，預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)偏差＜定標(biāo)模型secv的1.3倍，化學(xué)分析值標(biāo)準(zhǔn)偏差和近紅外預(yù)測值標(biāo)準(zhǔn)偏差的差值小于化學(xué)分析值標(biāo)準(zhǔn)偏差的20％，表明定標(biāo)模型的預(yù)測性能可靠。

18、更進(jìn)一步的，步驟五中，進(jìn)一步利用統(tǒng)計(jì)分析軟件判斷模型可靠性，將雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量、灰分及含水量化學(xué)分析值與模型預(yù)測值進(jìn)行配對t檢驗(yàn)。

19、為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了一種根據(jù)所述的方法在提高雙孢蘑菇培養(yǎng)料中含氮量、灰分和/或含水量的檢測效率中的應(yīng)用。

20、本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)，其有益效果為：

21、本發(fā)明構(gòu)建了一套效率高、速度快、操作簡單、在線檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的含氮量定標(biāo)模型、灰分定標(biāo)模型和含水量定標(biāo)模型。定標(biāo)模型的結(jié)果監(jiān)控顯示，其精準(zhǔn)度高、穩(wěn)定性好，并且可以替代化學(xué)方法測定雙孢蘑菇三次料部分理化指標(biāo)，具有較好的應(yīng)用效果。

技術(shù)特征：

1.快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，步驟三中，選擇標(biāo)準(zhǔn)正?；?趨勢變化法和一階導(dǎo)數(shù)處理原始光譜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，步驟三中，對處理后的光譜進(jìn)行掃描數(shù)據(jù)矩陣和化學(xué)分析值計(jì)算得分，并計(jì)算馬氏距離gh，gh＞3的樣品視為異常樣品予以剔除。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，將雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品分為驗(yàn)證集樣品和校正集樣品。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，針對所述校正集樣品進(jìn)行近紅外光譜檢測得到光譜數(shù)據(jù)，對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，采用改進(jìn)最小二乘法建立雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量、灰分和含水量定標(biāo)模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，采用所述驗(yàn)證集樣品對雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量、灰分和含水量定標(biāo)模型進(jìn)行驗(yàn)證；驗(yàn)證指標(biāo)采用：系統(tǒng)偏差、預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)偏差、化學(xué)分析值標(biāo)準(zhǔn)偏差和近紅外預(yù)測值標(biāo)準(zhǔn)偏差中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，采用近紅外光譜檢測儀對雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品進(jìn)行測量，掃描范圍為850-2498nm波長。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，驗(yàn)證指標(biāo)中，系統(tǒng)偏差＜定標(biāo)模型secv的0.6倍，預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)偏差＜定標(biāo)模型secv的1.3倍，化學(xué)分析值標(biāo)準(zhǔn)偏差和近紅外預(yù)測值標(biāo)準(zhǔn)偏差的差值小于化學(xué)分析值標(biāo)準(zhǔn)偏差的20％，表明定標(biāo)模型的預(yù)測性能可靠。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法，其特征在于，步驟五中，利用統(tǒng)計(jì)分析軟件判斷模型可靠性，將雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量、灰分及含水量化學(xué)分析值與模型預(yù)測值進(jìn)行配對t檢驗(yàn)。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1～9任一所述的方法用于檢測雙孢蘑菇培養(yǎng)料中含氮量、灰分和含水量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了快速檢測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料質(zhì)量的方法及其應(yīng)用，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，首先采用化學(xué)法檢測雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品的含氮量、灰分和含水量；之后采用近紅外光譜檢測儀掃描雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品的光譜數(shù)據(jù)；然后對原始光譜進(jìn)行光譜預(yù)處理；接著建立雙孢蘑菇培養(yǎng)料的含氮量定標(biāo)模型、灰分定標(biāo)模型和含水量定標(biāo)模型；然后對定標(biāo)模型的預(yù)測性能進(jìn)行驗(yàn)證；采用近紅外光譜檢測儀掃描待測雙孢蘑菇三次發(fā)酵培養(yǎng)料樣品，并通過含氮量定標(biāo)模型、灰分定標(biāo)模型和含水量定標(biāo)模型，獲得待測雙孢蘑菇培養(yǎng)料樣品中的含氮量、灰分及含水量。通過上述方式，替代化學(xué)方法測定雙孢蘑菇三次料部分理化指標(biāo)，具有較好的應(yīng)用效果。

技術(shù)研發(fā)人員：肖婷婷,陳萬超,王倩,張宇辰,陳輝,張津京
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9