[发明专利]原料牛奶、高温灭菌奶和掺加高温灭菌奶的原料牛奶的快速鉴定模型

权利要求书

1.一种原料牛奶中掺加高温灭菌牛奶、原料牛奶和高温灭菌牛奶的快速鉴定模型，其特征在于包括以下步骤：

1)奶样的选取

从不同牛场采集原料牛奶；商购高温灭菌牛奶，将高温灭菌牛奶混合，模拟体积百分比为0％、5％、10％、20％、50％、100％梯度分别掺加到原料牛奶中，获得模拟掺假原料牛奶作为检测样本；

2)中红外光谱采集

采用乳成分检测仪对奶样进行扫描，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

将数据集按照分层抽样的原则划分为训练集和测试集，两者分别占数据集的80％和20％；

5)确定建模光谱波段

筛选原料牛奶、掺加不同比例高温灭菌牛奶的原料牛奶以及高温灭菌牛奶的差异波段，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，以原料牛奶中掺加高温灭菌牛奶、原料牛奶和高温灭菌牛奶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，以准确率和kappa系数进行评估和筛选，得到最优模型；

6)最优模型的验证与应用

用步骤5)的模型对另取的原料牛奶中掺加高温灭菌牛奶、原料牛奶和高温灭菌牛奶的样本进行鉴别和评估；

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；优化建模波段为1018.139-1176.124cm^-1、1191.537-1569.16cm^-1、1723.292-1765.678cm^-1和2844.6-2967.905cm^-1；

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、多元散射校正和卷积平滑，使用的建模算法为随机森林和支持向量机；最佳的预处理和算法组合为不进行预处理与支持向量机的组合。