[發(fā)明專利]原料牛奶、高溫滅菌奶和摻加高溫滅菌奶的原料牛奶的快速鑒定模型

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110503826.X
• 申請(qǐng)日: 2021-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN113324942A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張淑君;羅雪路;陳紹祜;張震;丁芳;閆磊;閆青霞;劉婷婷;馬亞賓;倪俊卿;白文娟;王麗;龔曉玲;陳平;任小麗;李春芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/3577
• 分類號(hào): G01N21/3577;G06K9/62
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 張紅兵

1.一種原料牛奶中摻加高溫滅菌牛奶、原料牛奶和高溫滅菌牛奶的快速鑒定模型，其特征在于包括以下步驟：

1)奶樣的選取

從不同牛場(chǎng)采集原料牛奶；商購(gòu)高溫滅菌牛奶，將高溫滅菌牛奶混合，模擬體積百分比為0％、5％、10％、20％、50％、100％梯度分別摻加到原料牛奶中，獲得模擬摻假原料牛奶作為檢測(cè)樣本；

2)中紅外光譜采集

采用乳成分檢測(cè)儀對(duì)奶樣進(jìn)行掃描，通過(guò)相連的計(jì)算機(jī)輸出每個(gè)樣本對(duì)應(yīng)的透光率；

3)數(shù)據(jù)預(yù)處理

將原始光譜數(shù)據(jù)由透光率，轉(zhuǎn)化為吸光度,去除異常值；

4)劃分?jǐn)?shù)據(jù)集

將數(shù)據(jù)集按照分層抽樣的原則劃分為訓(xùn)練集和測(cè)試集，兩者分別占數(shù)據(jù)集的80％和20％；

5)確定建模光譜波段

篩選原料牛奶、摻加不同比例高溫滅菌牛奶的原料牛奶以及高溫滅菌牛奶的差異波段，并去除水的吸收區(qū)域；

6)建立模型與篩選最優(yōu)模型

以訓(xùn)練集的中紅外光譜作為輸入值，以原料牛奶中摻加高溫滅菌牛奶、原料牛奶和高溫滅菌牛奶所對(duì)應(yīng)的類別作為輸出值，使用不同光譜預(yù)處理方法和不同建模算法組合建立模型，以準(zhǔn)確率和kappa系數(shù)進(jìn)行評(píng)估和篩選，得到最優(yōu)模型；

6)最優(yōu)模型的驗(yàn)證與應(yīng)用

用步驟5)的模型對(duì)另取的原料牛奶中摻加高溫滅菌牛奶、原料牛奶和高溫滅菌牛奶的樣本進(jìn)行鑒別和評(píng)估；

其中：

步驟2)中采集中紅外光譜時(shí)，將步驟1)的檢測(cè)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(cè)；

步驟3)中根據(jù)A＝log10(1/T)將透射率(T)轉(zhuǎn)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，保留光譜馬氏距離≤3的數(shù)據(jù)；

步驟5)中使用的篩選差異波段的方法為Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)和相關(guān)性的顯著性檢驗(yàn)，去除的水吸收區(qū)域?yàn)?587.94-2970.66cm^-1和1716.81-1543.2cm^-1；優(yōu)化建模波段為1018.139-1176.124cm^-1、1191.537-1569.16cm^-1、1723.292-1765.678cm^-1和2844.6-2967.905cm^-1；

步驟6)中使用的光譜預(yù)處理方法為用一階微分、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換、多元散射校正和卷積平滑，使用的建模算法為隨機(jī)森林和支持向量機(jī)；最佳的預(yù)處理和算法組合為不進(jìn)行預(yù)處理與支持向量機(jī)的組合。