[发明专利]高温灭菌奶中掺加豆粉及其掺加比例的光谱鉴定方法

权利要求书

1.一种高温灭菌奶中掺加豆粉及其掺加比例的光谱鉴定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)奶样的制备

采购四个品牌各15个生产批次的高温灭菌奶，用以下方法配制豆奶：取商购的豆粉加适当开水冲调，使豆奶中的蛋白含量至3.17g/100g；将豆奶按体积百分比为0％、2％、5％、10％、20％、50％、100％的梯度分别掺加到高温灭菌奶中，得到模拟掺假牛奶的检测样本；

2)中红外光谱采集

采用乳成分检测仪对步骤1)的检测样本进行扫描，通过相连的计算机输出每个样本对应的透光率；

3)数据预处理

将原始光谱数据由透光率转化为吸光度,去除异常值；

4)划分数据集

从840个样本中随机抽取140个样本作为外部验证集，剩余700个样本作为建模数据集，建模数据集按照分层抽样的原则划分为训练集和测试集，两者分别占建模数据集的80％和20％；

5)确定建模光谱波段

筛选高温灭菌奶、掺加不同比例豆奶的高温灭菌牛奶以及豆奶的差异波段，并去除水的吸收区域；

6)建立模型与筛选最优模型

以训练集的中红外光谱作为输入值，以高温灭菌奶中掺加不同比例豆粉所对应的类别作为输出值，使用不同光谱预处理方法和不同建模算法组合建立模型，使用准确率和kappa系数进行评估和筛选，筛选出最优模型；

7)最优模型的验证与应用

另取高温灭菌奶及添加不同比例豆粉的高温灭菌奶样本，以最优模型对样本进行鉴别，评估其应用性能；

其中：

步骤2)中采集中红外光谱时，将步骤1)的检测样本分别倒入直径3.5cm，高9cm的圆柱形采样管中，保证液面高度大于6cm，然后将其在42℃水浴锅中水浴15-20min，再将固体光纤探头伸到液体中吸样检测；

步骤3)中根据A＝log10(1/T)将透射率(T)转换为吸光度(A)，使用马氏距离和乳脂乳蛋白的百分含量去除异常值，保留光谱马氏距离≤3、乳脂和乳蛋白百分含量在平均值±3.5个标准差范围内的数据；

步骤5)中使用的筛选差异波段的方法为Pearson相关性检验和相关性的显著性检验，去除的水吸收区域为3587.94-2970.66cm^-1和1716.81-1543.2cm^-1；筛选得到925.92-1396.596cm^-1、1412.028-1539.342cm^-1和1720.668-2966.802cm^-1建模波段；

步骤6)中使用的光谱预处理方法为一阶微分、标准正态变量变换、多元散射校正和卷积平滑，使用的建模算法为随机森林和支持向量机；得到预处理方法和算法组合为多元散射矫正与支持向量机的组合。