一种仓储小麦无损检测的方法

技术领域

本发明涉及粮食监测技术领域，具体为一种仓储小麦无损检测的方法。

背景技术

在测定粮食仓储品质的理化指标时，精准高效的方法尤为重要，但现有的方法多采用现场观测，记录水分和温度的变化，该方法需要耗费大量的人力和时间，且采用恒重法测定小麦籽粒水分含量时，每次的测定结果都不一致，无法满足精准高效的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仓储小麦无损检测的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种仓储小麦无损检测的方法，包括以下步骤：步骤一，小麦取样；步骤二，测定横向弛豫时间；步骤三，获取样品成像数据；步骤四，数据处理；步骤五，测定淀粉热力学特性；

其中在上述步骤一中，称量仓储小麦样品若干；

其中在上述步骤二中，包括以下步骤：

1)将所称取的小麦样品放入永久磁场中心位置的玻璃管中；

2)启动检测设备，利用硬脉冲自由感应衰减序列获得小麦样品的中心频率；

3)利用CPMG脉冲序列测小麦样品的横向弛豫时间T2，连续测量3次，取其平均值；

其中在上述步骤三中，包括以下步骤：

1)采用多脉冲回波序列CPMG扫描小麦样品，采集核磁信号；

2)调整MSE序列中的选层梯度、相位编码梯度和频率编码梯度；

3)获取样品俯视、侧视成像数据；

其中在上述步骤四中，利用sirt算法，迭代次数为10万次进行反演得到横向弛豫时间T2谱图；

其中在上述步骤五中，采用DSC差示扫描技术检测小麦样品的糊化温度，整理后得到小麦样品热力学参数的变化表。

优选的，所述步骤一中，称量仓储小麦样品的温度为室温。

优选的，所述步骤二1)中，玻璃管的直径为25mm。

优选的，所述步骤二2)中，设备参数为：主频SF＝20MHz，偏移频率O1＝987kHz，90度脉冲时间P1＝7.52μs，180度脉冲时间P2＝14μs，RFD＝0.002，累加采样次数NS＝32，回波时间TE＝0.2ms，回波个数NECH＝3000，信号接收带宽SW＝200kHz。

优选的，所述步骤四中，谱图的横坐标代表弛豫时间T2，纵坐标代表质子密度M2，0.1-10ms之间的峰代表着与样品中高分子表面极性基团紧密结合的强结合水层，对应结合水，占比88.19％；10-100ms之间的峰代表着间接与大分子结合或直接与强结合水结合的弱结合水层，对应不易流动水，占比1.98％；10-1000ms对应自由水，占比9.74％。

优选的，所述步骤五中，表格中的t0表示小麦样品的糊化起始温度，tp表示小麦样品的糊化最高温度、tm表示小麦样品的糊化终止温度，ΔH表示焓值，即淀粉中晶体结构被破坏或双螺旋结构解旋所需要吸收的热量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相较于现有的小麦检测方法，采用MRI无损检测技术能够表征了小麦籽粒内部水分的变化规律，简化了测定水分含量的操作过程，提高了水分监测的精准性，减少检测样品损耗，减少了人力物力的成本，且不会对粮食产生有害物质，对粮库环境也无较大损害；本发明采用DSC差示扫描技术验证了长时间仓储使小麦糊化特性改变，揭示了小麦各指标间存在复杂的多重相关性，提高了方法的适用范围。

附图说明

图1为本发明的横向弛豫时间T2图谱；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供的一种技术方案：

实施例1：

一种仓储小麦无损检测的方法，包括以下步骤：步骤一，小麦取样；步骤二，测定横向弛豫时间；步骤三，获取样品成像数据；步骤四，数据处理；步骤五，测定淀粉热力学特性；

其中在上述步骤一中，在室温下分别称量仓储时间为0个月时，上层、中层和下层的小麦样品若干；

其中在上述步骤二中，包括以下步骤：

1)将所称取的小麦样品分别放入永久磁场中心位置直径为25mm的玻璃管中；

2)启动检测设备，利用硬脉冲自由感应衰减序列获得小麦样品的中心频率，设备参数为：主频SF＝20MHz，偏移频率O1＝987kHz，90度脉冲时间P1＝7.52μs，180度脉冲时间P2＝14μs，RFD＝0.002，累加采样次数NS＝32，回波时间TE＝0.2ms，回波个数NECH＝3000，信号接收带宽SW＝200kHz；

3)利用CPMG脉冲序列测小麦样品的横向弛豫时间T2，连续测量3次，取其平均值；

其中在上述步骤三中，包括以下步骤：

1)采用多脉冲回波序列CPMG扫描小麦样品，采集核磁信号；

2)调整MSE序列中的选层梯度、相位编码梯度和频率编码梯度；

3)获取样品俯视、侧视成像数据；

其中在上述步骤四中，利用sirt算法，迭代次数为10万次进行反演得到横向弛豫时间T2谱图，谱图的横坐标代表弛豫时间T2，纵坐标代表质子密度M2，0.1-10ms之间的峰代表着与样品中高分子表面极性基团紧密结合的强结合水层，对应结合水，占比88.19％；10-100ms之间的峰代表着间接与大分子结合或直接与强结合水结合的弱结合水层，对应不易流动水，占比1.98％；10-1000ms对应自由水，占比9.74％；

其中在上述步骤五中，采用DSC差示扫描技术检测小麦样品的糊化温度，整理后得到小麦样品热力学参数的变化表，表格中的t0表示小麦样品的糊化起始温度，tp表示小麦样品的糊化最高温度、tm表示小麦样品的糊化终止温度，ΔH表示焓值，即淀粉中晶体结构被破坏或双螺旋结构解旋所需要吸收的热量。

实施例2：

一种仓储小麦无损检测的方法，包括以下步骤：步骤一，小麦取样；步骤二，测定横向弛豫时间；步骤三，获取样品成像数据；步骤四，数据处理；步骤五，测定淀粉热力学特性；

其中在上述步骤一中，在室温下分别称量仓储时间为12个月时，上层、中层和下层的小麦样品若干；

其中在上述步骤二中，包括以下步骤：

1)将所称取的小麦样品分别放入永久磁场中心位置直径为25mm的玻璃管中；

2)启动检测设备，利用硬脉冲自由感应衰减序列获得小麦样品的中心频率，设备参数为：主频SF＝20MHz，偏移频率O1＝987kHz，90度脉冲时间P1＝7.52μs，180度脉冲时间P2＝14μs，RFD＝0.002，累加采样次数NS＝32，回波时间TE＝0.2ms，回波个数NECH＝3000，信号接收带宽SW＝200kHz；

3)利用CPMG脉冲序列测小麦样品的横向弛豫时间T2，连续测量3次，取其平均值；

其中在上述步骤三中，包括以下步骤：

1)采用多脉冲回波序列CPMG扫描小麦样品，采集核磁信号；

2)调整MSE序列中的选层梯度、相位编码梯度和频率编码梯度；

3)获取样品俯视、侧视成像数据；

其中在上述步骤四中，利用sirt算法，迭代次数为10万次进行反演得到横向弛豫时间T2谱图，谱图的横坐标代表弛豫时间T2，纵坐标代表质子密度M2，0.1-10ms之间的峰代表着与样品中高分子表面极性基团紧密结合的强结合水层，对应结合水，占比88.19％；10-100ms之间的峰代表着间接与大分子结合或直接与强结合水结合的弱结合水层，对应不易流动水，占比1.98％；10-1000ms对应自由水，占比9.74％；

其中在上述步骤五中，采用DSC差示扫描技术检测小麦样品的糊化温度，整理后得到小麦样品热力学参数的变化表，表格中的t0表示小麦样品的糊化起始温度，tp表示小麦样品的糊化最高温度、tm表示小麦样品的糊化终止温度，ΔH表示焓值，即淀粉中晶体结构被破坏或双螺旋结构解旋所需要吸收的热量。

实施例3：

一种仓储小麦无损检测的方法，包括以下步骤：步骤一，小麦取样；步骤二，测定横向弛豫时间；步骤三，获取样品成像数据；步骤四，数据处理；步骤五，测定淀粉热力学特性；

其中在上述步骤一中，在室温下分别称量仓储时间为24个月时，上层、中层和下层的小麦样品若干；

其中在上述步骤二中，包括以下步骤：

1)将所称取的小麦样品分别放入永久磁场中心位置直径为25mm的玻璃管中；

2)启动检测设备，利用硬脉冲自由感应衰减序列获得小麦样品的中心频率，设备参数为：主频SF＝20MHz，偏移频率O1＝987kHz，90度脉冲时间P1＝7.52μs，180度脉冲时间P2＝14μs，RFD＝0.002，累加采样次数NS＝32，回波时间TE＝0.2ms，回波个数NECH＝3000，信号接收带宽SW＝200kHz；

3)利用CPMG脉冲序列测小麦样品的横向弛豫时间T2，连续测量3次，取其平均值；

其中在上述步骤三中，包括以下步骤：

1)采用多脉冲回波序列CPMG扫描小麦样品，采集核磁信号；

2)调整MSE序列中的选层梯度、相位编码梯度和频率编码梯度；

3)获取样品俯视、侧视成像数据；

其中在上述步骤四中，利用sirt算法，迭代次数为10万次进行反演得到横向弛豫时间T2谱图，谱图的横坐标代表弛豫时间T2，纵坐标代表质子密度M2，0.1-10ms之间的峰代表着与样品中高分子表面极性基团紧密结合的强结合水层，对应结合水，占比88.19％；10-100ms之间的峰代表着间接与大分子结合或直接与强结合水结合的弱结合水层，对应不易流动水，占比1.98％；10-1000ms对应自由水，占比9.74％；

其中在上述步骤五中，采用DSC差示扫描技术检测小麦样品的糊化温度，整理后得到小麦样品热力学参数的变化表，表格中的t0表示小麦样品的糊化起始温度，tp表示小麦样品的糊化最高温度、tm表示小麦样品的糊化终止温度，ΔH表示焓值，即淀粉中晶体结构被破坏或双螺旋结构解旋所需要吸收的热量。

实施例4：

一种仓储小麦无损检测的方法，包括以下步骤：步骤一，小麦取样；步骤二，测定横向弛豫时间；步骤三，获取样品成像数据；步骤四，数据处理；步骤五，测定淀粉热力学特性；

其中在上述步骤一中，在室温下分别称量仓储时间为36个月时，上层、中层和下层的小麦样品若干；

其中在上述步骤二中，包括以下步骤：

1)将所称取的小麦样品分别放入永久磁场中心位置直径为25mm的玻璃管中；

2)启动检测设备，利用硬脉冲自由感应衰减序列获得小麦样品的中心频率，设备参数为：主频SF＝20MHz，偏移频率O1＝987kHz，90度脉冲时间P1＝7.52μs，180度脉冲时间P2＝14μs，RFD＝0.002，累加采样次数NS＝32，回波时间TE＝0.2ms，回波个数NECH＝3000，信号接收带宽SW＝200kHz；

3)利用CPMG脉冲序列测小麦样品的横向弛豫时间T2，连续测量3次，取其平均值；

其中在上述步骤三中，包括以下步骤：

1)采用多脉冲回波序列CPMG扫描小麦样品，采集核磁信号；

2)调整MSE序列中的选层梯度、相位编码梯度和频率编码梯度；

3)获取样品俯视、侧视成像数据；

其中在上述步骤四中，利用sirt算法，迭代次数为10万次进行反演得到横向弛豫时间T2谱图，谱图的横坐标代表弛豫时间T2，纵坐标代表质子密度M2，0.1-10ms之间的峰代表着与样品中高分子表面极性基团紧密结合的强结合水层，对应结合水，占比88.19％；10-100ms之间的峰代表着间接与大分子结合或直接与强结合水结合的弱结合水层，对应不易流动水，占比1.98％；10-1000ms对应自由水，占比9.74％；

其中在上述步骤五中，采用DSC差示扫描技术检测小麦样品的糊化温度，整理后得到小麦样品热力学参数的变化表，表格中的t0表示小麦样品的糊化起始温度，tp表示小麦样品的糊化最高温度、tm表示小麦样品的糊化终止温度，ΔH表示焓值，即淀粉中晶体结构被破坏或双螺旋结构解旋所需要吸收的热量。

各实施例中所测得的小麦样品热力学参数如下表：

基于上述，本发明的优点在于，该发明采用MRI无损检测技术能够表征了小麦籽粒内部水分的变化规律，利用核磁共振成像分析仪分析小麦籽粒水分内部变化，得出弛豫时间T2越短，水分与底物结合越紧密或自由度越小，在T2谱上峰位置较靠左；弛豫时间T2越长，水分越自由，在T2谱上峰位置较靠右；该发明通过DSC差示扫描技术验证了长时间仓储使小麦糊化特性改变，得出贮藏时间越长，小麦籽粒的糊化起始温度t0、最高温度tp、终止温度tm越低，低温段焓值变化缓慢，在经历一段快速变化之后，焓值与仓储时间呈现线性关系；综上得出：随着仓储时间的延长，小麦水分含量的减少，淀粉由非水分限制下的完全溶胀逐渐向水分限制下的吸水溶胀转变，水分在淀粉无定性区域迁移时间变短，直链淀粉与脂质形成的复合物对热比较敏感，降低了糊化温度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。