第35卷，第7期 2015年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.35,No.7-pp1879-1884
July2015
衰减全反射红外光谱法快速分类和识别多种食用油的方法
马啸，袁洪福*，宋春风，胡爱琴，李效玉，赵众”，李秀琴3，国振”，朱志强
1.北京化工大学材料科学与工程学院，北京100029 2，北京化工大学信息科学与技术学院，北京100029 3.中国计量科学研究院，北京100029
摘要提出了一种衰减全反射红外光谱法快速分类和识别多种食用油的方法KL-BP模型。此模型利用KL算法对原始光谱数据分类特征进行提取并对原始数据降维，降维后的数据作为神经网络的输人建立分析模型。实验共收集了九种食用油包括芝麻油、玉米油、油菜籽油、调和油、葵花油、花生油、橄榄油、大豆油、茶籽油，共84个样品，并测定了其衰减全反射红外光谱。为了对比所提方法性能，分别建立PCA直接分类、KL直接分类、PLS-DA、PCA-BP和KL-BP模型的分类结果进行对比。研究结果表明，对所研究的 9种食用油，PCA直接分类、KL直接分类、PLS-DA、PCA-BP和KL-BP方法的识别率分别为59.1%， 68.2%，77.3%，77.3%和90.9%。在数据降维中，KL算法通过分别提取使类间距离和类内距离比值最大方向的特征向量提取和包含在类内离散度矩阵中的分类信息，能够比PCA方法提取了更多的分类信息；引入BP神经网络能有效地提高分类能力和分类准确率；KL-BP综合了KL对分类信息提取优势以及BP神经
网络自学习、自适应、非线性的优点，在分类和识别成分相近的9种食用油中表现出了最优秀的能力。关键词食用油；红外光谱；主元分析法；KL变换；BP神经网络
中图分类号：0657.3
3文献标识码：A
引言
DOI : 10, 3964 /j. issn. 1000-0593 (2015 )07-1879-06
谱法分析费时，有的还涉及化学前处理，环保性差，也不适合快速检测。而且，食用油组成非常复杂，不同种类食用油都含有大量相同的组分，依据目前现有的色谱方法获得的食
食用油是必需消费品，在人们日常生活中有着十分重要的地位。但受利益驱使，不法商贩以伪劣油品目充食用油，如臭名昭著地沟油事件对社会产生了极其恶劣的影响，政府对此进行了严厉打击。目前市场上食用油品牌繁多，优质食用油中添加兼价食用油现象（如在撤榄油中涨加标桐油等）仍然时有发生，为此，众多消费者对食用油质量的担心一直是挥之不去，如何确保流通领域中食用油安全已成为全社会高度关注的问题。因此，建立有效的食用油质量监督体系十分必要，其中离不开有效食用油检测方法的支撑
目前我国有关食用油组成检测标准包括GB/T17377 2008动植物油脂脂肪酸甲脂的气相色谱分析，GB/T 22507一2008动植物油脂植物油中反式脂肪酸异构体含量测定（气相色谱法），GB/T26635—2011动植物油脂生育酚及生育三烯酚含量测定（高效相色谱法），GB/T26636一2011 动植物油脂聚合甘油三酯的测定（高效空间排阻色谱法）。色
收稿日期：2014-06-05，修订日期：2014-09-21
用油组成结果也难以对其进行有效的种类鉴别和溯源分析。因此，建立有效、快速鉴别和溯源的食用油分析方法成为质量监督领域中驱待解决的重要课题。
近十几年来，分子光谱结合化学计量学方法用于食用油种类鉴别的研究十分活跃。Yang"研究了分别使用FTIR， FT-NIR，FT-Raman和LDA，CAV快速鉴别食用油，其中 FTIR鉴别精度最高，Li使用FT-NIR结合PLS鉴别食用油种类。刘福莉"等研究了近红外光谱结合聚类分析法快速鉴别食用油种类的可行性。罗文涛使用拉曼光谱和化学计量学方法对多种类食用油识别进行了研究。研究结果表明光谱识别方法具有速度快、无损测量等优点，在食用油种类识别技术领域中潜在着较好的应用前景。为克服“共线性”间题，充分利用全谱信息，以及提高数据可视性，目前流行的分析方法大多对光谱数据作降维处理。最常用的降维方法是主成分分析（principal component analysis，PCA）5-7]。根据
基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ220643），国家质检总局公益性行业科研专项（2012104010-5)资助作者简介：马啸，1990年生，北京化工大学信息科学与技术学院硕士研究生e-mail：maxiao2014jol@163.com
*通讯联系人e-mail：yhf204@126.com