我国在牛奶中红外光谱仪器标准化领域研究取得突破

　　本报讯  近日，从华中农业大学获悉，该校研究人员在牛奶中红外光谱仪器的标准化研究领域取得重要进展。

　　据研究人员介绍，傅立叶变换中红外光谱法（FT-MIRS）通过扫描牛奶样品确定特定的化学键，形成由单个红外光波数透射率/吸光度组成的光谱曲线，最终结合机器学习算法形成的函数与超参数组合来构建模型并预测奶牛生产性状，从而快速、批量地对奶牛的产奶性状、生理性状、环境释放性状等进行检测和遗传分析与选育。

　　目前，FT-MIRS技术已广泛应用于奶牛生产性能测定和奶牛群体改良，但不同仪器对FT-MIRS测定灵敏度、激光强度和稳定性存在显著差异。“仅一台仪器测定获得的光谱直接应用于其他仪器，通常会导致预测模型的准确性降低，无法直接整合并应用到表型指标预测及相关研究。因此，需要对FT-MIRS仪器之间进行光谱校正，从而进行模型校准和转移使用。”研究人员介绍，现有研究主要侧重于分段直接标准化（PDS）、追溯百分位标准化等校正方法，但均未考虑光谱的共线和冗余性质，应用方面的灵活性欠佳，准确性也需进一步优化。

　　该研究则提出了一种基于凝聚聚类（AC）的波段分段方式，在PDS之前根据样本对不同仪器间每个波数的光谱响应进行灵活的窗口选择。同时，还将优化后的ACPDS方法与单波点直接标准化及PDS的光谱重现性水平、运算时间、内存占用以及乳成分模型预测的重复性水平进行比较，并研究和优化FT-MIRS标准化的应用条件，提出了使用的流程和策略。

　　业内人士指出，该研究创建的ACPDS方法进一步提升了不同FT-MIRS仪器间的标准化水平，打破了国外的技术垄断，为基于FT-MIRS预测模型的广泛应用开辟了新途径。

　　（杨晓晶）