[發明專利]原料牛奶保存時間的快速鑒定方法

在審

• 申請號: 202110503813.2
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113324941A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 張淑君;蘇俊東;王貴強;馬亞賓;張震;溫萬;蔡亞非;劉林;李建斌;安朋朋;孫偉;顏遠義;何開兵;李春芳;任小麗
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N21/3577
• 分類號: G01N21/3577;G06K9/62
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 張紅兵

1.一種原料牛奶保存時間的快速鑒定方法，其特征包括以下步驟：

1)選取奶樣：分別采集不同保存天數的原料牛奶作為檢測樣本；

2)采集中紅外光譜:利用乳成分檢測儀對步驟1)的檢測樣本進行掃描，通過與其相連的計算機輸出樣本對應的透光率，得到樣本光譜圖；

3)對采集的原始中紅外光譜數據進行預處理，將光譜數據由透射率轉換成吸光度，去除異常值；

4)數據集的劃分:將數據集分為訓練集和測試集；

5)建模波段的選擇：篩選兩種牛奶樣本的顯著差異波段，并去除水的吸收區域；

6)模型的建立與篩選：以訓練集奶樣的中紅外光譜作為輸入值，以原料牛奶不同保存天數的類別作為輸出值，使用不同光譜預處理方法和不同建模算法在訓練集上構建模型，以準確性、特異性、靈敏度和AUC指標對模型進行評估和篩選，以最優的數據預處理和建模算法組合構建模型；

7)最優模型的驗證與應用：另取不同保存天數的原料牛奶樣本，以最優模型對樣本進行鑒別，評估其應用性能；

其中：

步驟2)中采集中紅外光譜時，將不同保存天數的原料牛奶樣本分別倒入直徑3.5cm，高9cm的圓柱形采樣管中，保證液面高度大于6cm，然后將其在42℃水浴鍋中水浴15-20min，再將固體光纖探頭伸到液體中吸樣檢測；

步驟3)中根據A＝log₁₀(1/T)將透射率(T)轉換為吸光度(A)，使用馬氏距離和乳脂乳蛋白的百分含量去除異常值，其中，保留光譜馬氏距離≤3、乳脂和乳蛋白百分含量在平均值±3.5個標準差范圍內的數據；

步驟5)中使用的篩選差異波段的方法為Pearson相關性檢驗和相關性的顯著性檢驗，去除的水吸收區域為3587.94-2970.66cm^-1和1716.81-1543.2cm^-1，選擇的建模波段是1769.075-1946.327cm^-1和2254.591-2817.172cm^-1兩個波段；

步驟6)中使用的光譜預處理方法為用一階微分、標準正態變量變換、多元散射校正和Savitzky-Golag卷積平滑，使用的建模算法為隨機森林和支持向量機，以一階微分和支持向量機構建預測模型。