[发明专利]原料牛奶保存时间的快速鉴定方法

权利要求书

1.一种原料牛奶保存时间的快速鉴定方法，其特征包括以下步骤：

1)选取奶样：分别采集不同保存天数的原料牛奶作为检测样本；

2)采集中红外光谱:利用乳成分检测仪对步骤1)的检测样本进行扫描，通过与其相连的计算机输出样本对应的透光率，得到样本光谱图；

3)对采集的原始中红外光谱数据进行预处理，将光谱数据由透射率转换成吸光度，去除异常值；

4)数据集的划分:将数据集分为训练集和测试集；

5)建模波段的选择：筛选两种牛奶样本的显著差异波段，并去除水的吸收区域；

6)模型的建立与筛选：以训练集奶样的中红外光谱作为输入值，以原料牛奶不同保存天数的类别作为输出值，使用不同光谱预处理方法和不同建模算法在训练集上构建模型，以准确性、特异性、灵敏度和AUC指标对模型进行评估和筛选，以最优的数据预处理和建模算法组合构建模型；

7)最优模型的验证与应用：另取不同保存天数的原料牛奶样本，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，将不同保存天数的原料牛奶样本分别倒入直径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，其中，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，选择的建模波段是1769.075-1946.327cm^-1和2254.591-2817.172cm^-1两个波段；

步骤6)中使用的光谱预处理方法为用一阶微分、标准正态变量变换、多元散射校正和Savitzky-Golag卷积平滑，使用的建模算法为随机森林和支持向量机，以一阶微分和支持向量机构建预测模型。