基于激光诱导击穿光谱技术结合机器学习算法的3种干腌火腿产地识别
金华,正确率,1材料与方法,1样品制备,2光路图与试验仪器,3试验步骤,2结果与讨论,1数据预处理,2训练集与测试集的选取,3KNN(K近邻),4支持向量机,5PCA,6全连接神经网络,3结论
郭 茂,黄忠宇,汪 杰,周卫东*(1 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室 浙江金华 321001 2 浙江师范大学数学与计算机科学学院 浙江金华 321001)
干腌火腿是我国的传统肉制品,历史悠久,风味独特,种类繁多,受到广大消费者的喜爱,这其中以浙江金华火腿、云南宣威火腿、江苏如皋火腿最为著名。火腿品质的好、坏与产地有着紧密的联系,如余功雄[1]指出:传统的金华火腿之所以长盛不衰,最主要的因素是:以中国名猪种“金华两头乌”的后腿为原料,加上金华地区特殊的气候条件和民间千年世代相传的腌制工艺,使其具有独特的地域性,离开这个特定的地域,是腌制不出真正的金华火腿的。说明对干腌火腿进行产地识别具有重要意义。
迄今为止,国内外已有一些科研人员将多种技术手段应用于干腌火腿的分类鉴别上,如:宋雪[2]分别基于电子鼻(一种电化学传感器阵列)和电子舌(一种味觉传感器阵列)对金华火腿和宣威火腿进行产地识别与品级评定,取得较好的结果。吕晓雷等[3]采用气-质谱联用技术区分不同年份的金华火腿。高韶婷[4]通过红外三级鉴定法分析不同产地和等级间干腌火腿的红外谱图,为不同产地干腌火腿及肉制品的鉴别提供了一种新的方法。姚璐[5]利用电子鼻采集试验数据,分别结合PCA和LDA 的方法较好地区分特级、一级和二级的金华火腿,其中PCA 区分效果好,LDA 显示一级品和二级品之间有少部分重叠,之后,将高光谱成像系统获得的数据结合数据分析软件建立基于高光谱的金华火腿判别模型,训练集和验证集的总体识别率分别为96.19%和89.52%。Laureati 等[6]采用理化分析、电子鼻分析、仪器质构分析、图像分析、感官评定、统计分析等多种方法将帕尔马火腿、圣丹尼尔火腿和托斯卡纳火腿3 种火腿区分开来。Santos 等[7]设计一种氧化锡多传感器系统,在结合人工神经网络后可以鉴别用不同饲料饲养的猪制作的火腿以及不同成熟时间的猪制作的火腿。然而,这些技术方法需对样品进行预处理,难以实现在线实时检测,具有一定的局限性。
激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)是一种元素分析技术,由一束高能激光激发样品表面使之产生等离子体,其会发射表征样品组分信息的元素特征谱线。LIBS 技术具有适用范围广(可用于固态、液态、气态),对物质损伤小,检测速度快,样品无需预处理或处理简单等优点。目前LIBS 技术广泛应用于钢铁制造及加工[8]、环境监测[9]、生物医疗[10]、深空探测[11]、食品安全[12-13]等领域 ......
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