[发明专利]一种激光诱导荧光植物油掺杂小米汤辨识方法

说明书

本发明涉及一种激光诱导荧光植物油掺杂小米汤辨识方法，包含以下步骤：(1)将等体积的纯花生油和小米汤按一定的掺杂浓度进行配比；(2)利用自行设计的便携式植物油无损分析仪采集油样荧光光谱数据；(3)采用中值滤波法(M edian‑Filter)平滑处理原始光谱图；(4)联合KICA与PCA算法(KICA‑PCA)优选出主要光谱信息数据；(5)采用留出法(hold‑out)把样本数据划分成训练集和测试集；(6)利用FDA对训练集进行学习和训练，测试集用于辨识效果检验。本发明采用KICA‑PCA结合FDA用于激光诱导荧光植物油掺杂小米汤辨识，提高了辨识精度和运算速度，非常适用于食品安全检测领域的研究。

技术领域

本发明涉及食品安全检测领域，具体是一种激光诱导荧光植物油掺杂小米汤辨识方法。

背景技术

通过植物油掺伪成的“人造油”流入市场的新闻屡见不鲜，这些油由于价格低廉、利润量大、获取方便等特点，深受不法经销商的喜爱。植物油掺伪不仅会使油脂的各项卫生指标均不能达到国家要求水平，其中可能产生的致癌物质还会引起心血管、神经系统、消化系统、呼吸系统等方面的疾病，严重威胁着人体健康。一般可从色泽、气味、滋味、透明度等方法去识别植物油的品质，但是这些感官识别植物油的方法并不可靠，有着不确定性。

激光诱导荧光(Laser induced fluorescence spectroscopy,LIF)技术原理是激光通过被检测样品时，分子会吸收能量跃迁至高能量状态，由于高能状态分子不稳定，则会释放能量产生荧光，最后生成不同种类的荧光光谱，该技术运用核独立分量分析联合主元分析(KICA-PCA)和费舍尔判别分析(FDA)算法用于植物油掺杂小米汤类别的辨识具有广泛的研究意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光诱导荧光植物油掺杂小米汤辨识方法，该方法能够实现对植物油掺伪的可靠辨识。

本发明实现发明目的采用如下技术方案：

一种激光诱导荧光植物油掺杂小米汤辨识方法，包括以下步骤：

(1)油样准备：以相同体积纯花生油为基础，分别掺入不同体积的小米汤，配比成五组不同体积比的实验样本。

(2)光谱采集：利用自行设计的便携式植物油无损分析仪获取不同油样的荧光光谱数据，生成油样荧光光谱图。

(3)光谱数据预处理：采用中值滤波法(Median-Filter)对原始光谱图进行平滑处理，去除光谱数据里的干扰信号。

(4)KICA-PCA有效信息优选：把KICA与PCA相联合(KICA-PCA)降低样本维数，去除预处理后光谱数据中无用、冗余的信息，优选出主要信息数据。

(5)样本集分配：采用留出法(hold-out)将优选后的光谱信息数据划分成训练集和测试集。

(6)建立FDA油样模型建立：利用FDA对训练集进行学习和训练，将测试集用于所建模型的辨识效果检验。

作为优选，所述的步骤(1)中，纯花生油按不同体积比混合而成的实验样本，第一组为纯花生油样本，第二组为小米汤体积占总体积25％的样本，第三组为小米汤体积占总体积50％的样本，第四组为小米汤体积占总体积75％的样本，第五组为纯小米汤样本。

作为优选，所述的步骤(2)中，实验所选择的是USB2000+型激光诱导荧光光谱仪(美国Ocean optics公司)，光谱全波段范围是340～1021nm，分辨率为0.5nm，激光器使用YAG脉冲激光器(法国Quantel公司)，搭建激光器双光路输出分时控制系统。

作为优选，所述的步骤(4)中，把KICA与PCA相联合(KICA-PCA)优选出主要信息，其具体步骤如下：

(41)根据样本数据产生矩阵A(m×n)，m是样本变量个数，n是观测值，即式：