[發(fā)明專利]一種基于特征峰及算法參數(shù)選取的奶粉品牌快速鑒別方法

有效

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• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106770152B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海燕;劉軍;沙敏;張正勇;桂冬冬
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省質(zhì)量安全工程研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

本發(fā)明公開了一種基于特征峰及算法參數(shù)選取的奶粉品牌快速鑒別方法，首先采集奶粉樣品的拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)，選取奶粉拉曼光譜特征成分對應(yīng)的特征峰；然后采用SVM分類算法對奶粉樣品的拉曼光譜譜圖數(shù)據(jù)進行分析，使用網(wǎng)格搜索法尋找算法最佳的參數(shù)，建立最佳的分類識別模型；最后，對奶粉品牌進行識別。本發(fā)明采用特征峰及經(jīng)過網(wǎng)格搜索確定的最佳SVM分類識別模型對奶粉品牌進行鑒別，創(chuàng)造性地將奶粉的特征指紋圖譜技術(shù)和網(wǎng)格搜索法尋參技術(shù)應(yīng)用在奶粉質(zhì)量評價上，并具有操作簡單、分析速度快、識別率高等優(yōu)點，對奶粉質(zhì)量安全控制具有較大意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了一種奶粉品鑒別方法，特別涉及了一種基于特征峰及算法參數(shù)選取的奶粉品牌快速鑒別方法。

背景技術(shù)

奶粉是一種大眾化營養(yǎng)食品，它的質(zhì)量好壞直接影響著人們尤其是嬰幼兒的身體健康。激烈的市場競爭和非法商業(yè)利益導(dǎo)致奶粉出現(xiàn)摻假和真實性問題，產(chǎn)品摻假可能會導(dǎo)致較低的成本，并導(dǎo)致不公平競爭，因此妨礙了合法經(jīng)營。奶粉摻假的途徑有多種，比如不同種類奶粉混合，摻入乳清蛋白和三聚氰胺，加鹽或糖來掩蓋多余的水并增加固含量等。其它欺詐手段還有添加非乳脂肪或油，奶粉的真實性還與它們的地理起源和加工技術(shù)相關(guān)。

傳統(tǒng)的對奶粉品質(zhì)的分析主要有以下幾方面：(1)奶粉成分的分析，比如分析奶粉中的脂肪、蛋白質(zhì)和碳水化合物的相對比例，從而區(qū)分奶粉的品質(zhì)；(2)奶粉中自帶的潛在危害物分析，比如用LC-MS聯(lián)用快速測定奶粉中激素殘留量；(3)奶粉中非法添加物的分析，比如三聚氰胺、雙氰胺等危害物的快檢方法研究等。這些方法在奶粉的質(zhì)量控制方面起著重要的作用，但也存在一些缺陷，如檢測指標(biāo)單一、需要費用高、分析時間長等。因此，很有必要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，研究一種操作便捷，能準(zhǔn)確、快速、全面鑒定奶粉品牌并實現(xiàn)奶粉摻假鑒別的新方法。

近來，非破壞性技術(shù)越來越受到人們的重視，如紅外，熒光，核磁共振等。這些分析技術(shù)速度快、成本相對較低、對環(huán)境友好，一次測試可提供大量信息，常被用于在線工藝控制和食品真?zhèn)舞b別和摻偽分析。

奶粉拉曼光譜各譜峰代表的官能團信息見表1。特征峰分別對應(yīng)的是不同蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的C-C-C的彎曲振動和C-O扭曲振動；C–C和C–O伸縮振動；C–O–C彎曲振動、C–O–H彎曲振動和C–O伸縮振動，因此，不同品牌奶粉的拉曼譜圖差異源于蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的含量差異。因此，可通過奶粉拉曼譜圖的特征峰來實現(xiàn)奶粉品牌的區(qū)分。

表1

光譜分析結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法評估乳制品品質(zhì)特性的研究較多，目前奶粉拉曼指紋圖譜技術(shù)基本上還處在研究階段，還沒有將其特征峰指紋圖譜直接應(yīng)用于奶粉質(zhì)量評價的報道。因此，很有必要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，對奶粉拉曼指紋圖譜進行譜解析，研究涉及一種操作便捷，能準(zhǔn)確、快速反映奶粉質(zhì)量差異的特征指紋圖譜的識別方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)提出的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供種基于特征峰及算法參數(shù)選取的奶粉品牌快速鑒別方法，該方法能夠準(zhǔn)確、快速、高效地對奶粉品牌進行鑒別。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于特征峰及算法參數(shù)選取的奶粉品牌快速鑒別方法，包括以下步驟：

(1)采集奶粉樣品的拉曼光譜譜圖；

(2)對拉曼光譜譜圖進行前處理，包括以下步驟：

a.構(gòu)建原始拉曼光譜數(shù)據(jù)矩陣X；

b.采用小波函數(shù)對矩陣X進行小波降噪處理得到矩陣D；

c.對矩陣D進行[0,1]區(qū)間歸一化，得到矩陣Y：

其中，min(D)為矩陣D的最小值，max(D)為矩陣的最大值；