第31卷，第5期 2011年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31,No.5.pp1254-1257
May,2011
近红外光谱的主成分分析-马氏距离聚类判别用于卷烟的真伪鉴别
张灵帅"，王卫东"，谷运红"，邢军？· 1.郑州大学离子束生物T.程省重点实验室，河南郑州
H450052
2.国家烟草质量监督检验中心，河南郑州450001
摘要为了快速准确的鉴别卷烟真伪，以A牌和假冒A牌卷烟为实验材料，采用近红外光谱法结合主成分分析-马氏距离判别分析方法建立了鉴别模型。首先对经过预处理的光诺数据进行主成分分析，分析结果表明，前4个主成分的累积贡献率已达98.46%，说明这4个变量能够代表原始光谱的主要信息。从120个样品中随机抽取100个用于建立4个主成分变量的定性判别模型，模型的相关系数达到了0.95，对20个未知样品的预测结果准确率为100%。说明近红外光谱结合模式识别方法进行卷烟真伪定性鉴别在技术上是可行的，可以作为卷烟真伪鉴别的一种辅助手段。
关键词近红外光谱；卷烟；主成分分析-马氏距离；真伪；鉴别
中图分类号：TS474
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2011)05-1254-04
1实验部分
目前，卷烟真伪鉴别主要应用感观鉴别法，也就是通过观察卷烟包装、颜色、印剧以及评吸风味等来进行鉴别。由于是凭借检测人员的个人感官检验，这需要有经验的评吸人员，而且鉴别结果容易受评吸人员个人生理、心理各种主观因素以及检测的环境条件等的影响。如果用常规的仪器鉴别法，则存在着检测周期长、费用高、结果重复性差等缺点，难以满足实际工作的需要。近红外光谱（NIR)分析技术具有速度快、效率高、成本低、测试重现性好、无污染等特点，已被广泛应用在农业(1.")、食品(35]、石化[")、纺织(7.8)、制药[]) 等众多领域。在烟草行业里，近红外光谱技术被广泛应用于烟草水分和常规化学成分的定量检测10.)。除此之外，在烤烟烟叶的产地、部位、等级的模式识别以及卷烟配方研究等方面也有相关的报道(2)，但将NIR技术用于卷烟品种识别和真伪鉴别方面的研究则比较少(司)，因此，本研究将近红外光谱技术结合主成分分析-马氏距离类判别方法用于国产品牌卷烟的真伪定性鉴别，以探索近红外光谱技术在卷烟真伪鉴别方面的应用，以期为感观鉴别法提供一种有效的技术支撑。
收稿日期：2010-12-09，修订日期：2011-03-20
基金项目：国家白然科学基金项目（10505018)资助
作者简介：张灵帅，1981年生，郑州大学物理工程学院博士研究生
*通讯联系人
万方数据
e-mail; xingj@ztri.com.cn
仗器与样品 1.1
FOSS公司NIRSystems 5000型（FOSSNIRSystems Inc，MD，USA)没反射近红外光谱仪，石英卤灯，PbS检测器。120个A牌烟丝样品（由国家烟草质量监检验中心提供，为一段时间内各地送检的A牌卷烟），其中假烟样品用
常规化学方法结合感观鉴别法鉴定，真假样品各60个。 1.2光谱采集
在样品扫描前，光谱仪开机预热一个小时，进行IT（InstrumentTest)测验，测验通过后开始扫描样品，采集光谱时，将样品烟丝放人旋转样品情，使用仪器内置案苯乙烯陶瓷片作为参比，扫描区间1100～2500nm，扫描步长（in terval)2nm，采集反射强度R。仪器将对每个样品自动进行全区间扫描32次，取其平均光谱作为该次扫描的光谱，为了减少装样造成的误差，每个样品做三次承复，每次测量后将样品倒出重新装样，以保证样品的代表性。扫描完样品后采集的反射强度由软件自动转化为log(1/R)值存储为ASCⅡ
文件。取三次测量得到的光谱平均值作为该样品的光谱。 1.3数据处理软件
主成分分析和聚类分析采用多元变量统计分析软件包 Unscrambler 9. 7(CAMO PROCESS AS, Oslo, Norway)完 e-mail; zhangls1120@yahoa. cn