合肥工业大学食品与生物工程学院, 安徽 合肥 230009
冻融猪肉作为肉制品加工原料, 被广泛应用于无骨肉制品加工。 该原料中的危害级碎骨(1~2.5 cm)对后期加工及食用安全均有较大风险。 因此, 开展多光谱成像技术(405~970 nm)快速无损识别冻融猪肉中碎骨的可行性研究十分必要。 将195块肉片制备成65个无骨肉样、 65个碎骨表面嵌入式肉样和65个碎骨内部嵌入式肉样, 经冻融处理后采集其多光谱图像; 再利用经典判别分析(CDA)进行图像分割, 获得两类感兴趣区域(ROIs-1和ROIs-2), 并提取相应光谱和图像信息; 最后运用支持向量机(SVM)和神经网络(NN)建立冻融猪肉危害级碎骨识别模型。 结果显示: ROIs-2全光谱比ROIs-1全光谱有更好的识别能力, SVM和NN模型的精度均为100%, 表明区域分割与模型精度密切相关。 基于连续投影算法(SPA)筛选出六个关键波长(505, 590, 700, 850, 890和970 nm), 所提取的ROIs-2特征光谱可实现样品碎骨高精度识别, 准确率为100%, 进一步提升了识别效率。 利用图像信息既能建立优越的SVM和NN碎骨识别模型, 准确率分别为93.8%和93.33%, 又能实现结果可视化, 体现出优良的技术优势, 但精度低于光谱识别模型。 综上所述, 多光谱成像技术可实现冻融猪肉危害级碎骨的高精度识别, 为工业在线检测提供理论基础。
碎骨 冻融猪肉 多光谱成像 计量学 Bone fragment Frozen-thawed pork Multispectral imaging Chemometric 光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2892
1 生物系统工程与食品科学学院, 浙江大学, 浙江 杭州 310058
2 浙江省中医药研究院, 浙江省中药新药研发重点实验室, 浙江 杭州 310007
3 农业农村部光谱检测重点实验室, 浙江 杭州 310058
探究了应用激光诱导击穿光谱(LIBS)结合化学计量学方法鉴别硫熏浙贝母的可行性。 采集了未经硫熏、 轻度硫熏和重度硫熏的浙贝母样本的LIBS光谱, 使用小波变换和归一化对原始光谱进行预处理后, 分别建立了基于全波段(400.41～871.65 nm)和基于特征波段(400.41～600.02 nm)的支持向量机(SVM)、 极限学习机(ELM)和随机森林(RF)的鉴别模型。 结果表明: 基于特征波段建立的三类模型的性能均与基于全波段建立的模型保持一致或更优, 说明特征波段的提取是有效的。 基于特征波段建立的模型中, SVM模型性能最优, 建模准确率和预测准确率分别达到了100%和95.83%。 综上所述, 应用LIBS技术结合特征波段提取和化学计量学方法鉴别不同程度硫熏的浙贝母是可行的, 且具有快速、 简便、 多元素同时分析的优势, 可为鉴别硫熏中药材提供依据, 有助于建立中药材质量检测与分级评定系统。
激光诱导击穿光谱 浙贝母 硫磺熏蒸 化学计量学 Laser-induced breakdown spectroscopy Fritillaria thunbergii Miq. Sulfur fumigation Chemometric methods 光谱学与光谱分析
2018, 38(11): 3558
1 南开大学化学学院分析科学研究中心 天津市生物传感与分子识别重点实验室, 天津 300071
2 喀什大学化学与环境科学学院, 新疆 喀什 844000
近红外光谱分析技术凭借分析速度快、 样品预处理简单等特点, 被广泛用于农业、 医药、 环境、 石油化工等领域。 为实现高效率的现场检测, 便携式的近红外光谱仪越来越备受关注。 由于近红外光谱分析技术能够对多组分同时进行测定, 因此在该研究中使用便携式近红外光谱仪探索同时对稀溶液中多种重金属离子定量分析的可行性。 使用胺基改性聚合淀粉富集水中的镍离子和铜离子, 然后使用便携式近红外光谱仪直接采集胺基改性聚合淀粉的近红外漫反射光谱, 再借助光谱预处理方法和偏最小二乘回归法建立模型, 最后通过交叉验证和外部验证证明所建立模型的稳定性。 结果表明, 在其他干扰离子存在下, 氨基改性聚合淀粉仍能分别以99.5%和99.8%高效率地富集稀溶液中的镍离子和铜离子。 便携式光谱仪采集的近红外漫反射光谱分别经连续小波变换和多元散射校正结合卷积求导光谱预处理之后, 使用偏最小二乘回归能够得到相关系数分别为0.981 9和0.965 4的稳健模型, 实现了对稀溶液中镍离子和铜离子的同时测定, 并且检测到的镍离子和铜离子的最低浓度均为3.0 mg·L-1。 该方法不仅提高了近红外光谱分析技术的检测灵敏度, 同时也表明了便携式近红外光谱仪对多种重金属离子同时定量分析的可行性, 是一种拓宽近红外光谱分析技术的有益探索。
近红外光谱仪 便携式 化学计量学 定量分析 镍离子 铜离子 Near-infrared spectrometer Portable Chemometric methods Quantitative analysis Nickel ions Copper ions 光谱学与光谱分析
2016, 36(12): 4100
1 中国农业科学院蜜蜂研究所, 北京 100093
2 农业部蜂产品质量安全风险评估实验室, 北京 100093
3 云南省农业科学院, 云南 昆明 650231
4 清华大学化学系, 北京 100084
采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术结合化学计量学分析技术对采自云南南部的四种特色蜂蜜中的23种矿物元素进行了分析。 结果表明: ICP-MS技术测定蜂蜜中多种矿物元素含量的稳定性、 精确度较好, 回收率较高; 23种矿物元素中有21种元素(Na, Mg, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Sr, Mo, Cd, Sb, Ba, Tl, Pb)在不同蜂蜜品种间存在显著差异; 主成分分析结果显示, 前4个主成分的累积方差贡献率达到77.74%, 第一主成分中的Mg, Ca, Mn, Co, Sr, Cd, Ba 七种元素包含大部分蜂蜜信息; 通过逐步判别分析, Mg, K, Ca, Cr, Mn, Sr, Pb共七种元素被筛选出来并用于建立判别函数模型, 对所建模型进行回代检验和交叉检验, 正确判别率分别为90%和86.7%, 表明多元素指标对云南南部四种特色蜂蜜植物源的判别效果较好。 鉴于所采蜂蜜样品都来自云南南部, 气候和土壤等环境条件类似, 四种蜂蜜中矿质元素的差异主要与对应的蜜源植物有关, 因此, 利用矿质元素差异鉴别蜂蜜植物源具有可行性。
云南 蜂蜜 植物源 化学计量学 Yunnan Honey Botanical source ICP-MS ICP-MS Chemometric
浙江大学生物系统工程与食品科学学院, 浙江 杭州310058
利用ATR-MIR光谱分析技术对掺杂了不同水平带鱼糜的鲢鱼糜进行了分类。 文中采用了五种化学计量学方法(SIMCA, KNN, SVR, PLS-DA和 ID3决策树)分别结合ATR-MIR光谱数据建立判别模型, 并对各个分类模型性能和分类效果进行了分析和比较。 结果表明: 无论是对生鱼糜样品进行鉴别还是对其熟制品进行鉴别, 基于SIMCA方法建立的分类模型都获得了较好的分类效果。 对鱼糜制品和生鱼糜正确分类率分别达到了96.59%和96.43%, 相应的交互验证均方根误差(RMSECV)值分别为: 0.185 7和0.189 8, 相关系数r值达到了0.988 0和0.994 1。 这表明ATR-MIR结合化学计量学方法可以对掺假的鲢鱼糜进行鉴别, 也表明ATR-MIR在鱼糜品质监测方面具有很广阔的应用前景。
鱼糜 化学计量学 衰减全反射红外光谱 掺假 检测 Surimi Chemometric ATR-MIR Adulteration Detection 光谱学与光谱分析
2015, 35(10): 2930
1 华中农业大学食品科技学院环境食品学教育部重点实验室, 湖北 武汉430070
2 湖北省产品质量监督检验研究院, 湖北 武汉430061
为了快速、 准确鉴别预包装纯菠萝汁是否掺有外源性糖, 采用傅里叶变换衰减全反射中红外光谱技术采集900～1 500 cm-1范围内不同批次的预包装纯菠萝汁样品和掺入甜菜糖浆、 大米糖浆、 木薯糖浆的菠萝汁掺假样品的中红外光谱共计234例, 以线性判别分析和支持向量机分析为掺假鉴别模型的建模方法, 比较了全波段谱图与通过主成分载荷系数分析选取特征波长图谱的两种掺假鉴别模型。 研究表明, 全波段图谱的线性判别分析和支持向量机分类模型对验证集的判断正确率均高于88%; 选取8个特征波长之后, 线性判别分析模型验证集判断正确率提高至96.15%, 支持向量机模型验证集判断正确率提高至94.87%, 且模型输入变量由312个减少到8个。 利用傅里叶变换衰减全反射中红外光谱技术结合化学计量学方法选取特征波长后建立的模型可以较好的应用于预包装纯菠萝汁外源糖的鉴别。
傅里叶变换中红外光谱 化学计量学方法 预包装纯菠萝汁 糖 鉴别 Mid-FTIR Chemometric method Prepackaged pure pineapple juice Sugar Discriminate 光谱学与光谱分析
2015, 35(10): 2734
火焰光度分析技术是一种能够快速灵敏检测硫、磷等元素的成熟方法.在环境检测,农残检测,工农业生产领域得到广泛应用.通过对传统火焰光度检测器的改进设计,采用光栅和CCD传感器阵列作为检测器的光电转换器件,拓展了检测化合物的种类,成功实现了对H2S,PH3,NH3,AsH3,Cl2为代表的硫、磷、氮、砷、氯五种元素的实时检测.由原来依靠特征波长检测拓展到利用物质火焰光度光谱信息进行定性定量分析.结合化学计量学的方法有望成为一种能够同时检测多类有毒有害气体的快速现场检测技术。
火焰光度 改进设计 现场检测 有毒有害气体 Flame photometric Full spectra CCD Chemometric Real-time on-site detection 光谱学与光谱分析
2015, 35(7): 2025
内蒙古大学 化学化工学院, 内蒙古 呼和浩特 010021
利用直接正交信号校正(DOSC)-小波包变换(WPT)-偏最小二乘法(PLS)(DOSC-WPT-PLS)新方法对荧光光谱严重重叠的维生素B１、B２和B６三组分混合体系进行了同时测定。设计了PDOSCWPTPLS程序执行相关计算, 并将三种化学计量学方法(DOSC-WPT-PLS、WPT-PLS和PLS)进行了比较。三种维生素B的总体相对预测标准偏差分别为2.29%、4.23%和5.36%。结果表明DOSC-WPT-PLS法是成功的且优于WPT-PLS法和PLS法。将该法用于测定自来水中的维生素B１、B２和B６的含量其回收率分别为93.4%～109.2%、91.0%～105.2%、94.7%～107.7%, 获得了满意的结果。
化学计量学 荧光光度法 同时测定 维生素B chemometric fluorespectrophotometry simultaneous determination vitamin B
