近红外成像光谱仪对铁皮石斛产地快速识别

铁皮石斛产地识别的重要性和现实应用价值

铁皮石斛是我国传统名贵药材之一，其产地众多，但不同产地的铁皮石斛在形态、化学组成等方面的差异有时很难分辨。当前市场上大量的铁皮石斛品种是通过不同的加工工艺制成的，而且一些掺假、冒充和以次充好的情况也经常出现，因此，建立准确、可靠的铁皮石斛产地识别技术体系对于保证药材的质量、安全和市场竞争力具有重要意义。

近红外成像光谱仪与传统铁皮石斛产地识别方法的优劣势对比

与传统铁皮石斛产地识别方法相比，近红外成像光谱仪具有多种优势，包括不需要样品前处理和破坏，大量快速且非接触样品检测，可定量分析和定性分辨不同成分，同时具有高灵敏度和准确度等。

近红外成像光谱仪在铁皮石斛产地识别中的原理

近红外成像光谱仪可通过对铁皮石斛样品进行扫描获得其近红外光谱图像和光谱信息，利用特征提取和模式识别算法对不同产地的铁皮石斛进行分类和识别。该技术不需要样品处理和破坏，可实现非接触和快速的检测，同时具有高灵敏度和准确度。

通过近红外成像光谱仪技术，可以快速、准确地区分铁皮石斛的不同产地，为药材市场监管和质量控制提供了有力支持，也为消费者提供了更加可靠的药材选择依据。同时，这种技术的应用也为其他农产品的品质检测提供了新思路和方法。

近红外成像光谱仪对铁皮石斛产地快速识别应用案例

本研究应用了900-1700nm的近红外成像光谱仪，可采用SINESPEC赛斯拜克有限公司产品SC250进行相关研究。短波近红外高光谱相机，采集速度全谱段可达200FPS,被广泛应用于成分识别，物质鉴别，机器视觉，农产品品质，屏幕检测等领域。

枫斗是药用石斛的初加工品，制作过程为剪去石斛新鲜干茎的部分须根后，一边加热一边扭成螺旋形或弹簧状，并烘干而成凹。枫斗是我国著名的滋补品，主要包括铁皮枫斗和紫皮枫斗等几种类型。其中铁皮枫斗以其良好的滋阴生津、护嗓疗效，成为一类高端健康养生滋补品，在我国华东、华南的地区特别是在香港、台湾，国外在日本、东南亚一带普遍认为是一种高档保健品，市场需求量很大。铁皮石斛是我国药典收载的加工铁皮枫斗的唯一来源，野生资源已经十分有限，虽然目前已有一定规模的栽培，但是并不能满足当前市场需求，因而价格昂贵，同时也造成市场上出现很多以其它石斛加工而成的铁皮枫斗混淆品，如以金钗石斛、齿瓣石斛（俗称紫皮石斛）等为原材料加工的所谓的“铁皮枫斗”。不同来源的石斛的药用价值有很大差异，严重影响了商品质量的稳定性，同时也损害了消费者的权利，因此对铁皮石斛建立有效的鉴别方法是非常有意义的。此外，不同产地的铁皮石斛，其价格和药用价值差异很大。面对如此混乱的市场，研究一种针对铁皮石斛产地快速识别的技术是非常必要的。

本文采用微型近红外成像光谱仪对3种易混淆石斛进行鉴别研究，在此基础上构建了石斛鉴别物联网系统。

（1）本研究考察了不同样品粒径对近红外光谱的影响和不同样品粒度的SIMCA 模型的建立和评价，结果表明随着样品粒径的增加，样品反射光谱（log1/R）越大，吸收强度增大，近红外吸收强度与样品粒径大小正相关；80目的光谱建立的模型效果优于40目和60目光谱所建模型。

（2）通过对枫斗完整样和粉碎样的近红外漫反射光谱进行SIMCA 建模快速鉴别铁皮枫斗、紫皮枫斗和金钗枫斗，结果表明，经过不同的预处理方法：完整样光谱的最佳预处理方法为NAS加S-G平滑加1阶S-G导数，粉碎样光谱的最佳预处理方法为S-G平滑加1阶S-G导数加均值中心化处理，完整样和粉碎样建立的模型的正确识别率和拒绝率均为100%，预测稳定性和精度较高，都可以实现3种枫斗的快速鉴别，更适应于实际应用中。

（3）利用枫斗完整样和粉碎样光谱所建的最佳模型对其他样品的进行鉴别，结果表明，所有模型的拒绝率均到达100%，模型的可靠性好。

相关学术论文和专业资料包括：《铁皮石斛成分与功效的研究进展》《基于近红外光谱的铁皮石斛产地快速识别技术研究》等。近红外成像光谱仪作为一种新兴的检测技术，其在市场上的应用前景非常广阔。未来随着各种智能设备的普及，人们对于质量安全的要求越来越高，检测技术将会越来越受到关注和应用。