科创中国

我国是玉米生产和消费大国，从某种程度上说，玉米的质量决定着饲料、玉米工业制品以及玉米食品的质量。目前，玉米在品质分级上主要依靠容重、霉变粒、不完善粒、杂质等指标，但玉米品质更多由内部成分决定，而且玉米内部成分影响着其用途、加工以及储藏。传统的检测方法存在耗时、耗力、耗财等弊端，而已有的一些快速检测设备也存在成本高、体积较大、操作复杂等缺陷，无法满足市场实际的需求。因此鉴于我国玉米种植广泛，收购时时间紧、任务重的实际需求下，急需高效、操作简单、低成本的玉米成分检测装置。

该成果主要以玉米作为主要研究目标，以玉米主要成分（蛋白质、脂肪、淀粉以及水分）为检测对象，基于可见/近红外光谱技术并结合化学计量学方法，开展了玉米蛋白质、脂肪、淀粉和水分含量快速预测的关键技术研究，在此基础上研制了一款低成本、小巧易携带、操作简单、无损快速的便携式玉米主要品质参数检测装置。

装置制作成本低廉：该装置的检测部分采用的是多通道光谱传感器，其成本远远低于全波段光谱仪，其检测精度并没有低于光谱仪太多，使用该装置对蛋白质、脂肪、淀粉和水分验证结果相关系数分别为 0.8431、0.8243、0.8154、0.8951，均方根误差分别为0.3576%、0.2318%、0.2333%、2.1307%。其外部验证结果蛋白质、淀粉和水分分级正确率分别为 86.6%、90%、90%。

装置设计小巧轻便：该装置中各组成单元所需元器件结构和大小尺寸，对装置的整体外观结构进行设计，使其小巧、易携带、操作简单。最终所设计的便携式玉米主要品质参数检测装置的整体外观呈圆形，总高为 18cm，外形最大直径为 11cm，总重为 900g。

检测过程简单、可实现“一键式”操作：通过单片机控制传感器进行光谱数据的采集、对获取的数据进行处理与计算、控制 TFT 实时显示各指标参数含量值、实时监测电源电量等。

可与安卓端APP进行联通，实现数据输送：基于巴法云物联网平台和 TCP 协议开发配套的 Android APP 软件，实现手机端与检测装置之间数据的传送，可将检测装置所检测的样本各指标信息实时保存在手机端，便于后续对数据的二次利用。手机 APP 与便携式检测装置是相互独立的，APP 数据保存功能是可选择的，其连接快速、方便，充分考虑了用户的实际需求和使用便捷性。

该装备适用于粮食检测机构、粮食收购厂家、食用油加工厂家、粮食批发市场、粮食作物制种厂家以及粮食运输等等多种场景。

在粮食检测机构中，该装置的功能可完全平替传统的粮食内部品质检测，可以实现快速准确的检测粮食内部品质，省时省力节约资源。

在粮食收购厂家等机构中，该装备可以检测粮食的准确的品质，有利于挑选更高质量的粮食，并进行后续储藏或者加工。

在食用油加工厂家等机构中，可根据该装置的对玉米的含油量进行初步测试，有利于提高榨油率，不只是玉米，后续其他的油料作物经过该装置的建模检测后同样可以应用于含油量检测。

在粮食作物制种厂家等机构中，可以根据装置给出的种子的内部品质信息对更高品质的种子进行种子培育，提高种子的成活率，进一步培育更高品质的种子。

除此之外，该装备还可以应用在粮食运输储藏环节中对粮食品质进行把控。在运输和储藏过程中，水果容易受到环境因素的影响而出现品质下降。使用该装备可以对粮食品质进行检测和数据分析，及时发现和处理问题，从而保持粮食的品质和提高经济效益。

本团队长期致力于农畜产品品质无损智能检测分级技术及装备的研究。彭彦昆教授作为中国农业大学的领军教授，博士生导师，担任国家农产品加工技术装备研发分中心主任和全国名特优新农产品无损评价鉴定识别仪器设备技术北京中心主任，具有卓越的学术领导能力和科研实力。发表了300多篇学术论文，拥有100多项授权专利，并主/参编了多部专著，担任多个国内外学术期刊的编委，具有极高的学术声誉和影响力。

本团队的研究方向主要是发掘水果、畜禽、水产、粮油等主要农畜产品的品质、安全和营养参数的光学、电磁和机械特征及获取方法。通过攻克无损、实时、高通量检测及评价关键技术，创制便捷、在线、适用于物联网的检测装备及机器系统，旨在提升农畜产品/食品的生产、加工、贮藏和销售全产业链的品质安全保障技术水平和监控效率。本团队在农畜产品品质无损智能检测评价分级技术及装备方面具有卓越的科研实力和创新能力，将为农畜产业的发展提供强有力的技术支持和推动。

在国家重点研发计划项目“谷物品质智能实时检测装置系统研究”的支持下，本团队成功地研发出便携式/掌上式谷物内部品质无损检测装置。至今，我们已累计投入各类经费近百万元，取得了一系列重要的研发成果。

该智能装备在粮食的品质检测、收获、储存、运输以及销售等环节均能发挥巨大的作用。通过使用这款装备，企业可以极大地节约人工成本，每年可节约10-20万元。此外，通过对粮食的品质检测，还可以提高附加值20%以上，从而为企业带来更高的收益。

本团队完全自主研发了这款智能装备的核心检测技术，使其可以在低成本的情况下，提升检测精度。与国内外其他设备相比，该装备具有检测指标多、售价低的优势。预计年销售量可达1500台以上，年平均利润可达1000万元左右。

该成果在推动科学技术进步方面起到了重要的作用。它不仅提高了粮食品质检测的精度、降低了生产成本、人力成本，还推动了我国粮食品质以及种子质量检测技术和装备的发展，提高了我国粮食产业的国际竞争力。此外，该成果可以帮助企业合理使用资源，减少浪费；保障食品安全和质量，提高人民的健康水平；为农业现代化提供技术支持，提高农业生产效率和质量。

通过技术转让方式将本团队研发的便携式/掌上式谷物内部品质无损检测装置成果转化给需要的企业或机构，可以有效促进该技术的大规模应用和推广，从而为粮食品质检测产业的现代化发展带来更大的价值。

就资金需求方面，本团队已经累计投入了各类经费近百万元进行研发，但仍然需要一定的资金支持来完善技术、申请专利和设备加工等，预计需要再投入数十万元的资金。

在成果转化方向上，本团队注重市场需求和产业发展趋势，将技术成果应用于粮食品质检测、种子活性研究、饲料营养成分研究等方面。

就实现科研目标上，本团队致力于提高技术成果的成熟度、可靠性和稳定性，加强与相关企业的合作，推动产业化进程；同时还注重人才培养和团队建设，加强知识产权保护和科技成果转化能力建设等。这些措施将有助于推动我国农产品无损检测技术和装备的发展，提高生产效率和产品质量，增强市场竞争力。