[发明专利]一种基于介电特性技术的生鲜羊乳菌落总数快速检测方法

摘要

本发明公开了一种基于介电特性技术的生鲜羊乳菌落总数快速检测方法。该方法采用介电特性测量仪器和平板计数法，获得一批生鲜羊乳在射频/微波范围内的介电频谱和其菌落总数。首先对介电频谱进行预处理，然后采用主成分分析结合马氏距离法剔除异常样本。基于变量投影重要性指标，提取出有效变量。划分校正集和预测集，基于校正集数据建立快速检测生鲜羊乳菌落总数的线性或非线性模型，利用预测集对模型进行验证，其中偏最小二乘模型为最优模型，其预测集菌落总数对数值的均方根误差为0.61。本发明基于介电特性技术检测生鲜羊乳菌落总数，具有快速、准确和不需要复杂样品制备等优点。

主权项

1.一种基于介电特性技术的生鲜羊乳菌落总数快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，收集一批不同地区，不同饲养条件，不同产乳期，不同个体，菌落总数具有一定差异的生鲜羊乳总样本；在低温下保存样本，24小时内完成介电频谱的采集和菌落总数的测量；计算菌落总数的对数值，用于数据分析和模型建立；步骤二，提前将样本回温至室温；预热并校准介电特性测量仪器；设置采集软件，主要参数包括频率范围、扫描方式、频率点数；测量样品介电频谱，该介电频谱包括介电常数频谱、介质损耗因数频谱；步骤三，利用Savitzky‑Golay平滑和标准正态变换算法，对介电频谱进行预处理，消除由于测试仪器和人为操作原因产生的噪声；步骤四，利用主成分分析结合马氏距离法从总样本中剔除异常样本；采用主成分分析方法获得介电频谱的主成分得分，计算各样本得分到样本平均得分的马氏距离；通过设置合理阈值来剔除异常样本，得到有效样本；步骤五，基于有效样本，建立偏最小二乘变量筛选模型，计算介电常数频谱和介质损耗因数频谱中各变量的投影重要性指标VIP值；基于VIP值判断某变量的重要性，即当某变量的VIP值大于一定阈值时，该变量为有效变量；步骤六，采用SPXY法，将有效样本按照2:1或3:1或4:1的比例，划分为校正集和预测集；校正集的菌落总数范围应大于预测集；并且与预测集相比，校正集应该拥有较多的样本；步骤七，利用校正集数据的有效变量，建立预测生鲜羊乳菌落总数的线性或非线性模型，采用预测集的有效变量对所建立的模型进行验证，计算并比较各模型的性能指标，确定出最优模型为偏最小二乘模型，并得到偏最小二乘模型的回归系数矩阵BPLS；步骤八，对于待测生鲜羊乳，按照步骤二采集该生鲜羊乳的介电频谱，按照步骤三对介电频谱进行预处理，按照步骤五提取有效变量，然后将有效变量代入公式（1）中计算待测生鲜羊乳的菌落总数；ý=10XBPLS                                   （1）其中ý为菌落总数预测值，X为有效变量矩阵，BPLS为偏最小二乘模型的回归系数矩阵，其维数由步骤五确定。