[发明专利]巴氏杀菌水牛鲜奶中掺加高温灭菌奶的快速鉴别方法

权利要求书

1.一种巴氏杀菌水牛鲜奶中掺加高温灭菌奶的快速鉴别方法，包括以下步骤：

1)选取奶样

分别采集不同批次的巴氏杀菌水牛鲜奶，高温灭菌牛奶，将高温灭菌牛奶按七个体积百分比0％、2％、5％、10％、20％、50％、100％的梯度分别掺加到巴氏杀菌水牛鲜奶中，设七个模拟掺假比例的掺假巴氏杀菌水牛鲜奶同时作为检测样本；

2)中红外光谱采集

采用乳成分检测仪对步骤1)的检测样本进行扫描，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(T)转化为吸光度(A),去除异常值；

4)划分数据集

每个掺假比例分别随机抽取3个样本作为外部验证集，剩余样本作为建模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

筛选巴氏杀菌水牛鲜奶、掺加了不同比例高温灭菌牛奶的巴氏杀菌水牛鲜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，以巴氏杀菌水牛鲜奶、高温灭菌奶以及巴氏杀菌水牛鲜奶掺加不同比例的高温灭菌奶的类别作为输出值，使用不同光谱预处理方法和不同建模算法组合建立模型，使用准确率和kappa系数进行评估和筛选，筛选得到最优模型；

7)最优模型的验证与应用

另取巴氏杀菌水牛鲜奶、高温灭菌奶以及巴氏杀菌水牛鲜奶掺加不同比例的高温灭菌奶的样本，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，将奶样分别倒入直径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；筛选得到1068.232-1276.31cm^-1、1380.349-1522.92cm^-1、1730.998-1765.678cm^-1和2825.333-2967.905cm^-1建模波段；

步骤6)中使用的光谱预处理方法为一阶微分、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(RF)和支持向量机；最佳预处理和算法组合为卷积平滑与支持向量机的组合。