近红外光谱技术结合SI-PLS模型实现羊栖菜热风干燥过程中抗氧化活性的快速无损监测

为解决羊栖菜(Sargassum fusiforme)干燥过程中抗氧化活性监测难题，浙江大学团队创新性地将近红外光谱(NIR)与协同区间偏最小二乘法(SI-PLS)结合，成功构建了ABTS/DPPH自由基清除能力及FRAP值的快速预测模型（预测集RP2达0.968/0.895/0.975）。该研究为食品加工过程品质监控提供了高效无损检测方案，发表于《Journal of Food Composition and Analysis》。

　　

在东亚传统饮食文化中，羊栖菜(Sargassum fusiforme)因其丰富的多糖和多酚成分被誉为"长寿菜"，其抗氧化活性对预防慢性炎症和延缓衰老具有重要价值。然而，这种高水分藻类在采后极易腐败，热风干燥虽能有效延长保质期，但不当的干燥工艺会导致抗氧化物质降解——目前缺乏快速监测手段，传统ABTS、DPPH和FRAP检测方法不仅耗时耗材，还会破坏样品。

针对这一技术瓶颈，浙江大学的研究团队在《Journal of Food Composition and Analysis》发表创新成果。研究团队采集浙江温州洞头区的10批次羊栖菜样本，通过80℃热风干燥处理并建立样本库。关键技术包括：采用近红外光谱仪(1000-2500 nm)采集光谱数据；运用标准方法测定ABTS/DPPH自由基清除率和FRAP值；采用6种光谱预处理方法（如SNV散射校正、MSC多元散射校正）结合4种变量选择算法（SI协同区间、CARS竞争性自适应重加权采样等）优化模型；最终建立SI-PLS预测模型。

【NIR spectral features】部分显示，样品在1170 nm（C-H/O-H键三级倍频）、1440 nm（O-H一级倍频）和1940 nm（水分子结合频）处存在特征吸收峰，这些波段与抗氧化成分的官能团振动密切相关。

【Conclusion】部分证实，经SI-PLS建模后，预测集误差显著降低：ABTS的RMSEP为1.16%，R_P²达0.968；DPPH的RMSEP为1.51%，R_P²为0.895；FRAP的RMSEP为6.56 μmol/L，R_P²达0.975。时序分析发现60分钟干燥时抗氧化活性最佳，这与多糖热稳定性拐点吻合。

该研究的突破性在于首次将NIR-SI-PLS技术应用于海藻干燥过程监控，相比Li等学者在红茶儿茶素检测中的应用更进一步。Yue Yang团队通过多光谱融合策略，解决了传统检测的破坏性、滞后性问题，为食品工业提供了实时的"过程分析技术"(PAT)。文末指出，未来可结合便携式NIR设备实现生产线部署，这项由浙江省自然科学基金(LTGN23C020001)和国家自然科学基金(31900274)支持的研究，为功能性食品智能制造提供了新范式。