[发明专利]一种巴氏杀菌的水牛鲜奶和奶牛鲜奶的快速鉴定方法

权利要求书

1.一种巴氏杀菌的水牛鲜奶和奶牛鲜奶的快速鉴别方法，其特征包括以下步骤：

1)奶样的选取

分别采集巴氏杀菌的水牛鲜奶和奶牛鲜奶样本；

2)采集中红外光谱

利用乳成分检测仪对水牛鲜奶和奶牛鲜奶进行扫描，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

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

筛选巴氏杀菌的水牛鲜奶和奶牛鲜奶的差异波段，并去除水的吸收区域；

6)建立模型与筛选最优模型

以训练集样本的中红外光谱为输入值，以巴氏杀菌的水牛鲜奶和奶牛鲜奶的类别为输出值，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、灵敏度、特异性和AUC指标对模型进行评估和筛选，筛选出最优模型；

7)最优模型的验证与应用

另取水牛鲜奶和奶牛鲜奶样本，使用筛选出的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，将水牛鲜奶和奶牛鲜奶样本分别倒入直径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、乳脂和乳蛋白百分含量在平均值±3.5个标准差范围内的数据，其中，马氏距离的计算方法为MD＝sqrt[(x-μ)^TΣ^-1(x-μ)]，x为光谱值，μ为样本均值，Σ为协方差矩阵，T表示转置，乳脂乳蛋白百分含量的平均值计算方法为M＝(x₁+x2+...+x_n)/n，即n个样本的平均乳脂、乳蛋白含量，标准差计算方法为SD＝sqrt{[(x₁-M)²+(x₂-M)²+......(x_n-M)₂]/(n-1)}；

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，最终选择建模的光谱波段为925.92-1041.66cm^-1、1087.956-1269.282cm^-1、1292.43-1354.158cm^-1、1442.892-1539.342cm^-1、1728.384-2650.446cm^-1和2820.198-2966.802cm^-1；

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SG卷积平滑，使用的建模算法为随机森林和支持向量机；

步骤7)的最优模型的验证与应用中的最优模型为无预处理和支持向量机算法组合。