第35卷，第8期 2015年8月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.35,No.8-pp2141-2146
August,2015
近红外光谱分析技术识别奶粉中淀粉掺假的研究
王宁宁1，申兵辉”，关建军，赵中瑞，朱业伟3，张录达”，
严衍录"，郑煜焱”，董成玉“，康定明1* 1，中国农业大学农学与生物技术学院，北京100193 2，中国农业大学理学院，北京100193
3，北京凯元盛世科技发展有限责任公司，北京100081 4，中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083 5，沈阳农业大学，辽宁沈阳110866
6，辽宁东亚种业有限公司，辽宁沈阳110164
摘要将蒙牛、伊利、完达山三个品牌的奶粉样品掺入不同量的淀粉构成32份实验样品。在跨度近两个月时间内，用JDSU微型近红外光谱仪，分五天重复5次采集这些样品的中波近红外漫反射光谱。采用仿生模式识别(BPR)算法对样品进行掺假识别定性分析，并研究了分析的可靠性与模型的稳健性。以90%作为评价分析结果(样品掺杂的正确识别率CAR与正确拒识率CRR)的阅值：将测试结果高于此阅值的所有样品中掺入淀粉的最低含量分别称为样品掺杂的正确识别限与正确拒识限。结果显示：三个品牌奶粉样品分别各自建模时，若用同一天测定的部分光谱数据建立模型，预测该天剩余光谱，样品掺杂的正确识别限与正确拒识限都可以达到0.1%。对于三种晶牌奶粉合并后的纯奶粉及其淀粉接杂样晶混合建模时，若用同一天测定的光谱建模与测试，样品掺杂的正确识别限也可以达到0.1%，正确拒识限则为1%；若用不同时间采集的光谱进行交叉测试，正确识别限与正确拒识限都只有5%。；若用四关的光谱数据联合建模，测试第五天的数据，正确识别限可以稳定达到1%，正确拒识限可以达到5%。应用两种算法对奶粉中淀粉含量进行定
量分析比较，进一步验证了有关定性分析对样品掺杂正确识别限和正确拒识限的可靠性。关键词奶粉：近红外光谱：仿生模式识别：偏最小二乘回归：支持向量回归
中图分类号：TS252.72
文献标识码：A
引言
D0I: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2015 )08-2141-06
的蛋白质、麦芽糊精的奶粉及掺杂三聚氰鼠胺奶粉和牛奶进行了研究。
奶粉质量间题主要是掺假，数年前的“大头娃娃”事件就
长期以来我国食品安全形势严峻，奶粉安全更是社会关注的热点。相关部门虽然出台一系列措施，但奶粉安全间题并没有得到根本解决。2013年上半年消协受理的奶粉投诉仍然达到700余件，近九成的奶粉投诉属于质量间题，
解决奶粉质量问题特别需要解决奶粉质量的检测，近红外光谱分析技术无疑是奶粉质量快速、无损检测的首选，相关的文献报道已经很多。唐玉莲等研究广奶粉晶种的判别；SandorBarabassy等对奶粉中蛋白质、脂肪、乳糖、水分、灰分等理化性质进行分析；彭攀(3)、丁丽4}、刘景旺]、钱枫、张露等”对纯奶粉和掺杂植脂末、天然大豆分离出
收稿日期：2013-10-30，修订日期：2014-05-25
基金项目：国家科技支撑计划项目(2011BAD35B09)资助
是后果严重的典型事件。与掺假奶粉的定量分析相比较，消费者更关心的是奶粉产品中是否接假？本研究者重奶粉接假的定性识别，特别是近红外光谱对掺假奶粉识别的分辨能力研究。近红外光谱中包含的不确定性信息来源是影响模型稳健性的主要因素。
研究奶粉漫反射光谱不确定性对奶粉掺假识别模型稳健
性的影响，通过提高模型包容性的方法提高奶粉接假识别模型的稳健性。鉴于对产品与商品的掺假分析只有“真”、“假” 的定性是不够的，提出“识别限"并将其与定量分析结果加以比较，可以应用于评价近红外光谱技术对不同掺假商品定性
作者简介：王宁宁，1987年生，中国农业大学农学与生物技术学院硕士研究生
*通讯联系人e-mail：kdm@pku.edu.cn
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