DB15T 2600-2022苜蓿中粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素的快速测定 近红外光谱法.pdf

ICS 65.020.01 CCS B 25 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 26002022 苜蓿中粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素的快速测定 近红外光谱法 Method for determination of crude protein，crude fiber，acid determination fiber，neutral determination fiber and acid detergent fiber in alfalfaNear-infrared spectroscopy 2022-06-24 发布 2022-07-24 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由内蒙古自治区畜牧业标准化技术委员会（SAM/TC 19）归口。本文件起草单位：中国农业科学院草原研究所、内蒙古自治区质量和标准化研究院、内蒙古自治区农牧业技术推广中心、锡林郭勒盟农牧业科学研究所。本文件主要起草人：常春、付慧、姚继红、盈盈、马金霞、吴洪新、王川、林克剑、戴雅婷、云颖、韩梦琪、张晓宇、徐文丽、包立高、石泉、刘洪林、降晓伟、黄奕颖、李润航、刘宇宁、张燕东、王文曦、李坤娜、赵志惠、刘江英、湖日尔、李薇、卫媛。苜蓿中粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素的快速测定 近红外光谱法 1 范围 本文件规定了用近红外光谱法的术语和定义、原理、仪器和设备、试样制备、分析步骤、样品的检测和结果、异常检测结果的确认和处理以及校正模型的升级。本文件适用于用近红外光谱法大批量快速测定苜蓿中粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6432 饲料中粗蛋白的测定 凯氏定氮法 GB/T 6434 饲料中粗纤维的含量测定 过滤法 GB/T 20805 饲料中酸性洗涤木质素(ADL)的测定 GB/T 20806 饲料中中性洗涤纤维(NDF)的测定 NY/T 1459 饲料中酸性洗涤纤维的测定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。马氏距离 mahalanobis distence 广义上为度量未知样品与特定样品之间的距离。注：常用于光谱的判别分析待测样品指标含量是否在校正模型范围内。残差 deviation 样品近红外光谱测定值与理化方法测定值（现行有效的国家标准和农业标准方法测定值）的差值。相对分析误差 relative percent deviation（RPD）验证集样品标准差与预测残差均方根的比值，常用来评定校正模型的可用性。交互验证残差均方根 root-mean-square of cross-valiation（RMSECV）用来衡量校正模型的理化方法测定值的准确性，该值越小，说明建立模型所使用的理化方法测定值越准确。相关系数 correlation coefficient 近红外光谱测定值与理化测定值的相关性，该值越大，表明二者的相关性越好。异常样品 outlier sample 仪器扫描报警样品，表示该样品可能与校正模型使用的样品差异较大。4 原理 利用苜蓿产品中含氢、碳、氧（X-H、X-C、N、O）等化学键在780 nm2500 nm波长下震动的合频或倍频所产生的吸收谱图，通过多元校正方法建立粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素的定量分析校正模型，然后将检测样品的近红外光谱导入校正模型，实现苜蓿中粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素含量的同步快速检测。5 仪器和设备 近红外光谱仪 带有可连续扫描单色器以及积分球漫反射扫描部件的近红外光谱仪或其他类似产品，扫描范围400 nm2500 nm，波长准确度小于等于0.5 nm，波长重现性为小于等于0.04 nm。软件 采用具备积分球漫反射的分析条件，或者具有近红外光谱数据的收集，存储、加工等功能的其他同类型软件。电热恒温干燥箱 调温范围50 200。粉碎机 满足样品制备成0.42 mm试样的粉碎机。电子台秤 最大量程500 g，感量为0.1 g的电子台秤。6 试样制备 鲜样放入103 的干燥箱（305）min进行杀青，装纸袋，经65 烘干24 h，取出室温冷却4 h，称取其质量约250 g（M1）（纸袋和草样），重复烘干至恒重M2（g），（两次称样结果的相对偏差不超过1.0%）。烘干并恒重的试样利用粉碎机进行粉碎、全部过孔径0.42 mm筛，混合均匀，待测。干样无需杀青、烘干，直接粉碎过筛即可。7 分析步骤 光谱采集 在噪声和波长准确性及重现性满足仪器自检要求后，通过实验确定合适的光谱采集参数，将混合均匀的苜蓿试样装入样品杯进行光谱采集，结束后清洁样品杯，重新装样（每次填装样品时注意避免样品中出现缝隙或空气，保证每次装填样品的均匀度），进行第二次扫描。每次应连续测量不少于2次，以平均光谱作为最终测量光谱。标准理化分析方法测定 选取近红外光谱采集后的苜蓿试样，分别按照GB/T 6432、GB/T 6434、NY/T 1459、GB/T 20806、GB/T 20805规定的检测方法测定其粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素含量。校正模型的建立 取有代表性的苜蓿样品，粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素含量范围应涵盖待测样品特性，建模样品应不少于100份，选择合适的预处理方法对近红外光谱进行预处理，在选择合适的波长、变量数目及多元校正方法下，结合对应样品的标准理化分析值，建立校正模型，并且校正模型利用相关系数（R）、RPD值作为评价指标，相关评价指标按照表1。表1 相关评价指标 评价项目 RPD 值 相关系数（R）粗蛋白 3.0 90 粗纤维 3.0 90 酸性洗涤纤维 3.0 90 中性洗涤纤维 3.0 90 酸性洗涤木质素 3.0 90 校正模型的验证 利用交叉检验方法来验证校正模型，在建模前将已知化学测定值的建模样品进行编号，如100份建模样品，依次编号1100号，然后取出编号为1的样品，将编号2100的样品建模，用编号1的样品进行校正，以此类推，分别取出其它编号的样品进行验证。交叉检验方法适用样品量较少，在样品量有限时，相比外部检验法更为优越，以相关系数（R）、RPD值、交互验证残差均方根（RMSECV）作为评价指标，相关评价指标按照表2。表2 校正模型验证评价指标 评价项目 RPD值 相关系数（R）交互验证残差均方根（RMSECV）粗蛋白 3.0 90 2 粗纤维 3.0 90 2 酸性洗涤纤维 3.0 90 2 中性洗涤纤维 3.0 90 2 酸性洗涤木质素 3.0 90 2 8 样品检测和结果 样品检测 按照7.1光谱采集方法采集样品近红外光谱，仪器和采集条件与建模过程保持一致，采用7.3建立的光谱校正模型测定其粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素含量，记录测量结果，并保留三位有效数字。检测结果 每个样品2次检测结果中相对相差都不应超过10%，计算平均值作为最终检测结果。注意检测结果应在使用校正模型所覆盖的粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素含量范围内。9 异常检测结果的确认和处理 异常结果情况 异常结果应符合如下情况：利用马氏距离来识别异常样品，如果马氏距离小于等于 0.6，则按照近红外光谱预测值直接给出测量值，若马氏距离大于 0.6，说明该样品超出校正模型所覆盖的粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素含量范围，建议将其纳入异常样品；两次测量结果的绝对差值不符合 8.2 要求；仪器或化学计量学软件出现报错情况下的测量结果。异常检测结果的处理 对异常检测结果样品所对应的光谱数据、理化测量值以及校正模型预测结果进行复测，并封存样品汇总统计，利于今后校正模型的升级。10 校正模型的升级 校正模型的升级是为了使该模型在近红外光谱上能更广泛的适用于待测样品，通过选择4050个与待测样品相似的样品（不在已建模型范围内的样品），先采用现行有效的国家标准或行业标准检测出粗蛋白、粗纤维、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素含量，再将其进行近红外光谱扫描，然后将这些样品加入到校正模型样品中，用7.3规定方法得到升级后的校正模型，再按7.4要求进行校正模型的验证，最终得到适用的升级校正模型。