[發明專利]一種基于介電譜技術的摻雜牛初乳定性識別方法

在審

• 申請號: 202111209944.6
• 申請日: 2021-10-18
• 公開（公告）號: CN113740394A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 朱新華;安長青;方東根;王旭東;朱杰亮;陸暢
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;G06N20/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于介電譜技術的摻雜牛初乳定性識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：采集來自不同地區、季節、飼養條件的不同奶牛牛乳樣本；牛初乳樣品為奶牛分娩3天內的乳，常乳樣品為正常泌乳期奶牛的乳；在室溫下保存牛初乳及常乳樣品，試驗前依次將牛初乳樣品按摻雜質量分數為10%、20%、30%、40%及50%的比例與常乳樣品混合得到摻雜牛初乳樣品；將每個牛初乳樣品和配制的摻雜牛初乳樣品分為3份備用；

步驟二：測試前預熱網絡分析儀1h，然后對其依次進行開路、短路和50 Ω 負載校準；設置儀器測量參數，主要包括測量頻率范圍、測量點數，最后校準末端開路的同軸探頭；測量樣品介電譜前，將制備好的樣品放于振蕩器上搖勻2 min左右，使乳成分分布均勻；每個樣品重復測量3次，3次測量的平均值為最終結果；測量期間，樣品溫度為25±1oC；

步驟三：根據牛初乳強非均質的特點，選擇噪聲消除類方法—Savitzky-Golay平滑、二階導數及其組合方法和散射消除類方法—標準正態變量變換、多元散射校正及其組合方法進行預處理，以消除介電譜測量過程中產生的噪聲干擾或由于牛初乳非均質特性產生的散射影響；利用經典樣本劃分方法Kennard-Stone按3:1的比例將預處理后的牛初乳及各個比例下摻雜牛初乳劃分為校正集和測試集；

步驟四：基于噪聲消除類及散射消除類預處理方法，對比線性偏最小二乘判別分析與非線性支持向量機模型識別牛初乳及摻雜牛初乳的準確率，優選出Savitzky-Golay平滑與二階導數組合的介電譜預處理方法；

步驟五：以優選的Savitzky-Golay平滑與二階導數組合預處理方法處理原始介電譜數據，以全譜和經主成分分析降維提取后的介電譜數據作為模型輸入，建立偏最小二乘判別分析和線性判別分析兩種線性模型以及支持向量機和多層感知機兩種非線性模型；基于線性模型及非線性模型的識別準確率，對比確定最優模型為基于全譜的線性判別分析模型；

步驟六：對于不同來源的未知牛初乳樣品，按照步驟二完成介電譜的采集，將采集的未知樣品介電譜數據經步驟四確定的Savitzky-Golay平滑與二階導數組合預處理后，代入步驟五確定的線性判別分析模型中，對該樣品快速準確識別。

2.根據權利要求1所述的一種基于介電譜技術的摻雜牛初乳定性識別方法，其特征在于，步驟四中噪聲消除類預處理明顯優于散射消除類預處理，表明基于介電譜法識別摻雜牛初乳的不利影響為噪聲干擾，而非由牛初乳非均質特性引起的散射效應。

3.根據權利要求1所述的一種基于介電譜技術的摻雜牛初乳定性識別方法，其特征在于，步驟五中基于介電譜技術識別摻雜牛初乳所建立的線性模型預測效果明顯優于非線性模型。

4.根據權利要求1所述的一種基于介電譜技術的摻雜牛初乳定性識別方法，其特征在于，該預處理方法及模型選擇方法不排除用于哺乳類動物初乳摻雜常乳的定性識別。