[发明专利]一种抛光粮食的快速无损鉴别方法

说明书

技术领域

本发明涉及农产品质量安全领域，具体地说，涉及一种基于振动 光谱的矿物油抛光粮食快速无损检测方法。

背景技术

农产品是迄今为止人类赖以生存的食物重要来源。随着生产力的 发展和社会的进步，对农产品质量安全的关注日益提高。农产品质量 安全包含两个方面的含义，其一是质量，即营养成分的含量是否达标、 风味是否良好；其二是安全，即是否存在危害或潜在危害人类健康的 物理、化学、生物及其他各方面可能的因素。质量良好的农产品可以 给人类提供优质的能量、营养来源，对保障人类生存、繁衍具有重要 意义。然而近年来，不法商贩对劣质农产品以次充好、造假制假等行 为屡见不鲜。以大米为例，已有报道称不法商贩用矿物油抛光陈旧大 米，使其“油光可鉴”，以冒充优质大米出售给消费者。食用上述矿 物油抛光大米对人存在这极大的安全隐患，甚至直接危害消费者身体 健康。并且，大米是我国大宗农产品，拥有巨大的消费人群和消费市 场。因此，针对矿物油抛光大米的快速无损检测成为亟待解决的问题。

矿物油是石油化工产品，以脂肪烃为主。由于其中几乎不含有芳 香烃，因此采用传统的荧光法很难对其进行检测。采用传统的感官评 价方法则具有较强的主观因素，容易形成误判。现代大型仪器方法虽 然可以得到精准的检测结果，但是操作繁琐、对检测人员的专业性要 求高、检测过程需要使用化学试剂、检测周期长、检测效率低、难以 适应大宗农产品的快速检测需求。

振动光谱是一种基于物质分子的振动、转动能级跃迁对电磁波产 生吸收的光谱。根据量子力学原理，当电磁波的能量和物质分子的振 动、转动能级跃迁能量差相等，且满足振动光谱发生条件时，会产生 振动光谱吸收。常见的振动光谱有：近红外光谱、中红外光谱、拉曼 光谱、太赫兹波谱等。振动光谱技术具有采样速度快、分析效率高、 绿色无污染等特点，目前已在生命科学、医学及生理学、药物学、农 学、化学等诸多领域具有广泛应用。

本发明提出一种基于振动光谱的矿物油抛光粮食快速无损检测 方法。该方法具有快速、准确、高效、绿色无污染等特点，可以对矿 物油抛光粮食进行快速无损鉴别，并且对保障农产品质量安全、提高 工农业生产效率、促进农产品市场健康发展、快速无损检测仪器的研 发等方面具有积极作用。

发明内容

本发明针对矿物油抛光粮食的快速无损鉴别难题，提供一种基于 振动光谱的矿物油抛光粮食快速无损检测方法，其目的是对矿物油抛 光粮食进行快速无损检测与鉴别。

本发明提供的一种抛光粮食的快速无损检测方法，所述方法的流 程可参考图1所示。

具体而言，所述方法包括以下步骤：

(1)用已知的抛光粮食和未抛光粮食为样品，构建样本总组数 为n的训练集；所述训练集中，n≥50，抛光样品与未抛光样品的组数 之比为1～3.5:1；

(2)采集所述训练集中每组样品在8900cm^-1～12000cm^-1波长范围 内的近红外吸收光谱，每组样品的近红外吸收光谱以1cm^-1～3cm^-1为间 隔包括m个光谱数据；

(3)以所述训练集中全部样品的近红外吸收光谱数据构建n×m 阶矩阵，对所述训练集中的抛光样品和未抛光样品分别赋予不同的数 值，依据所述数值用回归算法提取所述矩阵的若干组特征向量并获得 与所述特征向量一一对应的特征值，以特征值最高的两组特征向量作 为第1特征向量和第2特征向量；

(4)依据训练集中每组样品的近红外吸收光谱数据，求出分别 与所述第1特征向量和第2特征向量对应的权重值，作为各训练集样品 的得分值1和得分值2，并以其分别为横、纵坐标，绘制训练集样品的 二维得分散点图(一组样品对应图中的一个点)；在该图上标记一条 抛光样品与未抛光样品的分界线，所述分界线两侧分别为抛光区域和 未抛光区域；

(5)用与步骤(2)相同的方法采集待测样品的近红外吸收光谱 数据，据此数据求出分别与所述第1特征向量和第2特征向量对应的权 重值，作为待测样品的得分值1和得分值2；

(6)以待测样品的得分值1和得分值2分别为横、纵坐标，在所 述二维得分散点图中绘出对应的待测点，根据所述待测点所在的区 域，鉴别待测样品是否为抛光粮食。