黄曲霉毒素是玉米等农产品中常见的真菌毒素，具有强烈的致癌性，严重威胁健康与贸易安全。传统的检测方法（如HPLC、ELISA）耗时、昂贵且具有破坏性。因此，一线收储和实时监管环节迫切需求更快、更准确、更环保的筛查方法。

  美国农业部农业研究局与韩国国家农产物品质管理院合作，利用高光谱成像技术结合机器学习分类模型，对122份天然污染的玉米粉样本进行了深入探究。研究以高效液相色谱（HPLC）测定黄曲霉毒素含量为参照，验证了可见光近红外反射（VNIR）、短波红外反射（SWIR）、荧光高光谱（365nm激发光）和拉曼高光谱（785nm激光）四种高光谱成像技术在玉米黄曲霉毒素检测中的准确度和精度。结果表明，"365nm紫外光激发的荧光高光谱结合QSVM模型"以及"短波红外反射高光谱结合LSVM模型"表现最为优异，在10μg/kg的严格标准下，准确率均高达95.7%且实现零漏检，为快速、准确、环保的筛查提供了突破性方案。

图1：受不同程度黄曲霉毒素污染的三种不同玉米样品的原始光谱平均值（通过高效液相色谱参考方法测量）：(a)荧光高光谱，(b)可见近红外反射率，(c)短波红外反射率，(d)拉曼光谱。

表1：四种高光谱成像系统结合不同预处理方法对黄曲霉毒素污染样本进行分析时，线性判别分析（LDA）、线性支持向量机（LSVM）、二次判别分析（QDA）和二次支持向量机（QSVM）模型的验证结果。

  本研究通过对比四种高光谱成像技术，成功构建了基于荧光高光谱和SWIR反射高光谱的机器学习模型，能够对玉米中的黄曲霉毒素进行快速、准确、无损的筛查，显著提升了筛查效率，为黄曲霉毒素检测提供了革命性的解决方案。

• 易科泰提供全面解决方案

  北京易科泰公司专注于“生态-农业-健康”领域的科学研究与监测/检测技术方案的推广、研发及应用服务，在高通量、非接触式检测、食品品质评估、污染检测、产地鉴定与分级分选等方面积累了丰富的经验。

（1）公司于22年推出了FluorTron^®多功能高光谱成像系统，该系统集反射高光谱和UV-MCF紫外光激发生物荧光高光谱功能于一体，为玉米、小麦等多种生物样品的高光谱成像分析、荧光成像分析及光谱分析提供了非接触、非损伤、高通量、数字化、可视化的研究检测解决方案。

图2：FluorTron^®多功能高光谱成像系统、真菌感染的玉米籽粒识别效果图、小麦籽粒蛋白质含量分布图

图3：使用FluorTron^®多功能高光谱成像系统对不同蜂蜜样品进行紫外光激发的生物荧光数据分析，从左到右：蜂蜜样品RGB图像、F520荧光成像图、不同品质蜂蜜分类图及其在紫外灯下400-1000nm的荧光光谱

• SpectraScan高光谱成像分析系统

  该系统可覆盖VNIR 400-1000nm、NIR 900-1700nm及SWIR 1000-2500nm等多种光谱范围，具备行业先进的系统稳定性及灵敏度，可为专业科研领域提供高质量的高光谱数据成果，是食品安全、药物质量保证和农业分析等应用领域的得力助手。

图4：SpectraScan高光谱成像分析系统及牛油果皮下损伤检

参考文献：Kim, Yong-Kyoung, et al. Investigation of reflectance, fluorescence, and Raman hyperspectral imaging techniques for rapid detection of aflatoxins in ground maize." Food Control 132 (2022):108479.