臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要目的是探討近紅外光技術檢測單粒白米蛋白質之可行性。單粒白米蛋白質檢測係利用近紅外光多光譜影像系統，波長範圍分別為890、910、920、990及1,014 nm，並選擇10種不同白米樣本檢測單粒白米蛋白質含量。以多重線性迴歸（MLR）分析近紅外光多光譜影像之檢測結果顯示，選用890、910、920、990及1,014 nm之波長組合，MLR分析所得之單粒白米蛋白質含量校正模式之判定係數r2為0.821，預測模式之判定係數r2為0.464。結果顯示，應用近紅外光技術檢測單粒白米蛋白質在碾米加工線上具有可行性。

The objective of this research was to detect protein content of single rice kernel using near-infrared technique. The near-infrared multi-spectral imaging system with detection wavelength at 890, 910, 920, 990, and 1014 nm was adopted for measuring protein content of single rice kernel. The rice samples were collected from ten different cultivars to determine the protein content. The multiple linear regression (MLR) analysis was adopted for predicting rice protein content by near-infrared multi-spectral imaging. The coefficients of determination (r2) for the calibration and validation sets based on 890, 910, 920, 990, and 1014 nm were 0.821 and 0.464 respectively. The result shows that it is feasible to use near-infrared technique to determine protein content of single rice kernel in the rice milling processing.

誌謝…………………………………………………………………………i
摘要…………………………………………………………………………ii
Abstract………………………………………………………………………iii
目錄…………………………………………………………………………iv
圖目錄………………………………………………………………………vi
表目錄………………………………………………………………………viii
符號說明……………………………………………………………………ix
第一章 前言……………………………………………………………………1
1.1 研究背景…………………………………………………………… 1
1.2 研究目的……………………………………………………………2
第二章 文獻探討……………………………………………………………3
2.1 稻米簡介…………………………………………………………3
2.2 稻米主要成份及食味影響.………………………………………4
2.3 非破壞性快速品質檢測…………………………………………6
2.4 應用近紅外光分光光度計於穀物檢測之研究………………8
2.5 應用近紅外光光譜影像於穀物檢測之研究…………………11
2.6 近紅外光基本原理………………………………………………13
2.7 近紅外光光譜之定量分析………………………………………16
2.8 近紅外光光譜校正線建立流程………………………………………17
2.9 近紅外光光譜資料分析……………………………………………19
2.10 近紅外光光學檢測設備…………………………………………20
2.10.1 光源…………………………………………………………20
2.10.2 分光器………………………………………………………20
2.10.3 感測器………………………………………………………20
第三章 實驗設備與方法……………………………………………………22
3.1 實驗樣本………………………………………………………………23
3.2 儀器設備………………………………………………………………25
3.2.1 近紅外光光譜檢測系統架構………………………………25
3.2.2 進料槽道………………………………………………29
3.2.3 近紅外光光譜影像擷取系統………………………………32
3.3 實驗流程………………………………………………………………38
3.4 化學分析……………………………………………………………42
第四章 結果與討論…………………………………………………………45
4.1 化學分析結果…………………………………………………46
4.2 不同樣本於近紅外光光譜影像分析之結果………………………48
4.3 多重線性迴歸（MLR）分析之比較………………………………… 54
第五章 結論與建議……………………………………………………………59
5.1 結論………………………………………………………… 59
5.2 建議…………………………………………………………59
參考文獻……………………………………………………………………61

1.周家琳。2006。應用近紅外光技術檢測單粒白米含水率。碩士論文。台北：國立臺灣大學生物產業機電工程學研究所。
2.林連雄。2007。近紅外線影像及發光二極體檢測系統偵測白米內部品質之研究。博士論文。台北：國立臺灣大學生物產業機電工程學研究所。
3.河野澄夫。1995。日本應用非破壞性品質檢驗技術在稻米研究之現況。稻米自動化專輯（2）：1-20。台北：行政院農業委員會。
4.張鴻文、蕭介宗、李盛銘、洪梅珠。2000。以近紅外光及影像技術鑑別水稻品種。農業機械學刊9（4）：1-16。
5.陳一心、羅正宗。2003。利用近紅外光及影像處理資訊技術於稻米品質判定。出自〝資訊科技在農業之應用研討會論文集〞，63-67。台北：台灣農業資訊科技發展協會。
6.陳一心。1996。近紅外光分析儀在稻米品質測定上的應用。台灣省農業試驗所專刊59：155-160。
7.陳陵援、吳慧眼。2003。儀器分析。初版。台北：三民。
8.陳榮坤、楊純明。2004。近紅外光譜儀在化學上的應用。農業試驗所技術服務57：1-5。
9.曾瑞田。2001。小型近紅外光穀物水份測定器之研製。碩士論文。台北：國立臺灣大學生物產業機電工程學研究所。
10.萬一怒、顏明賢、艾群。1997。蔬果成熟度非破壞撞擊檢驗之研究。農業機械學刊6（3）：21-33。
11.劉民卿、蕭介宗。1995。以近紅外光光譜儀感測稻米之含水率及蛋白質含量。農業機械學刊4（3）：1-14。
12.盧建銘、林汶鑫、何兆銓、郭寶錚。2005。不同變數選取法在近紅外光光譜資料上之比較。作物、環境與生物資訊2：336-347。
13.鍾鎮鍚、李汪盛、蕭介宗。1997。利用近紅外線分光光度計偵測稻米之精米程度。農業機械學刊6（2）：1-16。
14.羅蘇泰、張世英。1999。以近紅外光譜儀器之分析技術及其應用。科儀新知20（5）：13-30。
15.蘇正翔。2003。近紅外光影像應用於白米內部品質檢測。碩士論文。台北：國立臺灣大學生物產業機電工程學研究所。
16.BERNAS. 2008. Paddy to Rice Processes. Available at: www. bernas.com.my. Accessed 10 October 2008.
17.Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry 72: 248-254.
18.Bull, C. R. 1991. Wavelength selection for near-infrared reflectance moisture meters. Journal of agricultural engineering research 49(2):113-125.
19.Dowell, F. E., P. S. Baenziger, and E. B. Maghirang. 2007. Automated single kernel sorting for enhancing grain quality in breeding Lines. ASABE Meeting Paper No. 073059. Minneapolis, Minnesota: ASABE.
20.Halliday, D., R. Resnick and K. S. Krane. 1992. Physics, 4th Edition. John Wiley, New York.
21.Jain, S. C., N. Singh, S. C. Jain, G. C. Poddar, A. K. Aggarwal, and R. P. Bajpai. 2003. Development and investigations of a fiber optic technique for on-line monitoring of the quality of polish of rice. Experimental Techniques. 27(6): 49-52.
22.Jerome, J. and J. Workman. 1992. NIR Spectroscopy calibration basics. In "Handbook of Near-Infrared Analysis", ed. Burns and Ciurczak , 247-250. New York : Marcel Dekker, Inc.
23.Lin, L. H., F. H. Lu, and Y. C. Chang. 2006. Signal wheat kernel analysis by near-infrared transmittance: protein content. Cereal Chemistry. 72(2):11-16.
24.Maerten, K., P. Reyns and J. De Baerdemaeker. 2004. On-line measurement of grain quality with NIR technology. Transactions of the ASAE 47(4):1135-1140.
25.Marshall, W. E. and J. I. Wadsworth. 1994. Introduction. In "Rice Science and Technology ". ed. by Marshall, W. E. and J. I. Wadsworth, 1-15. Marcel Decker, New York.
26.Muramoto, A., and K. Kato and Y. Morio. 2001. Moisture distribution image of grain layer surface using multi-wavelength near 970 nm. 3rd IFAC/CIGR Workshop on Control Applications in Post-Harvest and Processing Technology. 229-232.
27.Nielsen, J. P., D. K. Pedersen, and L. Munck. 2003. Development of nondestructive screening methods for single kernel characterization of wheat. Cereal Chemistry. 80(3): 274-280.
28.Rittiron, R., S. Saranwong, and S. Kawano. 2004. Useful tips for constructing a near infrared-based quality sorting system for single brown-rice kernels. Journal of Near Infrared Spectroscopy 12: 133-139.
29.Saranwong, S. and S. Kawano. 2007. Fruits and Vegetables. In "Near-Infrared Spectroscopy in Food Science and Technology'', ed. by Ozaki, Y., W.F. McClure, and A. A. Christy, 219-245. John Wiley, New York.
30.Wan, Y. N., C. M. Lin, and J. F. Chiou. 2002. Rice quality classification using an automatic grain quality inspection system. Transaction of ASAE 45(2): 379-387.
31.Webb, B. O. 1991. Rice quality and grades. In "Rice Utilization", ed. by Luh, B. S., 89-116. New York: Van Nostrand Reinhold.
32.Yamashita, R. 1993. New technology in grain postharvesting, Farm Machinery Industrial Research Corp., Tokyo 101, Japan.