【摘要】：牛初乳營養(yǎng)價值豐富、產(chǎn)量少,是供不應(yīng)求的健康飲品。保證牛初乳及其乳制品的品質(zhì)和消費(fèi)者權(quán)益,從源頭上杜絕初乳摻雜成為了亟待解決的問題。目前,尚未見到采用科學(xué)的檢測方法對摻雜牛初乳進(jìn)行識別的報道。近年來,在農(nóng)產(chǎn)品及食品品質(zhì)檢測方面,射頻/微波法和近紅外光譜法應(yīng)用越來越廣泛,其便捷、高效和可實現(xiàn)線上檢測的優(yōu)點使其得到迅速的發(fā)展。因此,本文將分別使用這兩種試驗方法探究識別摻雜初乳的可行性。一是應(yīng)用同軸探頭技術(shù),在室溫25℃下,以初乳和添加常乳的初乳為研究對象,研究頻率(20~4500MHz)和常乳添加量對摻雜初乳介電特性的影響規(guī)律,并進(jìn)行機(jī)理分析;建立常乳添加量與摻雜初乳介電參數(shù)的關(guān)系模型;并采用介電譜法和化學(xué)計量學(xué)方法預(yù)測摻雜初乳和摻雜初乳中常乳含量的方法。二是應(yīng)用漫反射近紅外光譜檢測技術(shù),以初乳和添加常乳的初乳為研究對象,研究波長(833~2500nm)和常乳添加量對摻雜初乳光學(xué)特性的影響規(guī)律;并采用近紅外光譜法和化學(xué)計量學(xué)方法預(yù)測摻雜初乳和摻雜初乳中常乳含量的方法。最后,比較基于介電譜法的建模結(jié)果與基于近紅外漫反射光譜法的建模結(jié)果。取得的結(jié)論如下:(1)在20~4500MHz頻率范圍內(nèi),隨著頻率的增大,牛乳的相對介電常數(shù)逐漸減小,介質(zhì)損耗因數(shù)呈“V”型變化,最小值在1800MHz左右處。在所測常乳添加量(0~50%,梯度10%)范圍內(nèi),隨著常乳添加量的增加,摻雜初乳的相對介電常數(shù)線性增大;介質(zhì)損耗因數(shù)線性減小,均可用一元一次表達(dá)式表示摻雜初乳中常乳含量與其介電參數(shù)的關(guān)系,且關(guān)系良好。(2)以常乳添加量在0~50%(梯度10%)的摻雜初乳為大樣本,基于介電譜建立識別摻雜初乳的定性模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)Kennard-Stone(KS)樣本劃分,基于連續(xù)投影算法(SPA)選取特征變量,基于偏最小二乘判別分析(PLS-DA)所建立的模型具有最高的檢測準(zhǔn)確率,為97.30%,對初乳及摻雜乳預(yù)測準(zhǔn)確率分別為100%和96.00%,可以滿足生產(chǎn)使用要求。(3)在近紅外波長范圍內(nèi),初乳與常乳隨著波長的增大變化規(guī)律一致。以常乳添加量在0~50%(梯度10%)的摻雜初乳為大樣本,基于近紅外光譜建立識別摻雜初乳的定性模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)KS樣本劃分,基于無信息變量消除法(UVE)選取特征變量,應(yīng)用極限學(xué)習(xí)機(jī)網(wǎng)絡(luò)模型(ELM)預(yù)測摻雜初乳具有較高的準(zhǔn)確率,為88.46%,對初乳及摻雜乳預(yù)測集準(zhǔn)確率分別為81.82%和93.33%。(4)將基于介電譜法和基于近紅外光譜法的摻雜初乳定性識別模型建模結(jié)果對比分析發(fā)現(xiàn),基于介電譜法的模型效果普遍較優(yōu)。這是因為近紅外光譜法受近紅外光穿透深度的影響,導(dǎo)致測量重復(fù)性較差,而射頻/微波的穿透深度要大,散射影響較小。(5)進(jìn)一步縮小摻雜初乳中常乳添加量(0~10%,梯度2%)后,研究發(fā)現(xiàn),單一頻率下,小比例范圍內(nèi)的常乳添加并沒有引起其摻雜初乳相對介電常數(shù)發(fā)生顯著性地變化;當(dāng)常乳添加量在6%以上時,常乳的添加對其摻雜初乳介質(zhì)損耗因數(shù)的影響顯著。以常乳添加量在0~50%(0~10%,梯度2%;10%~50%,梯度10%)的摻雜初乳為大樣本,基于介電譜法定量預(yù)測初乳中的常乳含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)x-y共生距離(SPXY)樣本劃分和SPA提取特征變量后所建模型支持向量機(jī)的預(yù)測效果最好,預(yù)測集誤差為3.44%,RPD最大;單獨對常乳添加量在0~10%的摻雜初乳樣本建模,發(fā)現(xiàn)基于介電譜法所建模型的預(yù)測結(jié)果都較差,廣義神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型的預(yù)測效果最好,但也僅能給出預(yù)測值的大小情況,其預(yù)測集誤差最小(1.91%)。(6)以常乳添加量在0~50%(0~10%,梯度2%;10%~50%,梯度10%)的摻雜初乳為大樣本,基于近紅外光譜法定量預(yù)測初乳中的常乳添加量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),經(jīng)SPXY樣本劃分,采用全頻譜或UVE提取特征變量后所建模型的預(yù)測結(jié)果都很差;單獨對常乳添加量在10%~50%的摻雜初乳樣本建模,發(fā)現(xiàn)基于近紅外光譜法所建模型的預(yù)測結(jié)果也很差。說明,近紅外光譜法不適用于摻雜初乳中常乳含量的預(yù)測。本研究結(jié)果說明,介電譜法結(jié)合化學(xué)計量學(xué)可用于預(yù)測摻雜初乳及摻雜初乳中常乳含量;近紅外光譜法結(jié)合化學(xué)計量學(xué)可用于預(yù)測摻雜初乳,但不適用于預(yù)測摻雜初乳中常乳含量。該結(jié)果為開發(fā)基于介電特性的摻雜初乳識別檢測儀提供了試驗基礎(chǔ),對實現(xiàn)初乳品質(zhì)監(jiān)測具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O657.33;TS252.7

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李大蔚;喬繼欣;王曉琳;趙孔雙;;層狀復(fù)合體系介電譜的數(shù)值模擬[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)網(wǎng)絡(luò).預(yù)覽;2009年09期

2 王耀龍;;電力變壓器介電譜測試分析[J];電工電氣;2012年06期

3 ;介電譜方法及應(yīng)用[J];分析儀器;2009年01期

4 任磊;陳祥光;劉春濤;;基于小波變換的時域介電譜分析及其應(yīng)用[J];物理學(xué)報;2009年03期

5 于少萍;時域介電譜及其慢響應(yīng)的應(yīng)用[J];海南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1998年02期

6 肖忠模,李景德,劉俊刁,曹萬強(qiáng);聚對苯二甲酸乙二醇酯的冷凍介電譜[J];中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1997年06期

7 周漪琴;李煒;早川禮之助;;微機(jī)聯(lián)控低頻時域介電譜儀[J];絕緣材料通訊;1987年01期

8 葛正言;;試論研究材料內(nèi)控測試手段的意義(摘要)[J];絕緣材料通訊;1987年05期

9 蔚超;廖才波;陸云才;;基于頻域介電譜測量的油紙絕緣等效模型參數(shù)估計方法研究[J];智能電網(wǎng);2017年09期

10 王帥;馮新瀘;管亮;;潤滑油介電譜數(shù)據(jù)庫識別[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報;2009年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 趙孔雙;;生物細(xì)胞膜的介電譜研究方法[A];第七屆全國生物膜學(xué)術(shù)討論會論文摘要匯編[C];1999年

2 馬青;;全血懸浮細(xì)胞頻域介電譜的解析[A];中國生理學(xué)會第21屆全國代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2002年

3 丁方;馬青;;正常人血小板介電譜的實驗研究[A];2008年浙江省神經(jīng)外科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2008年

4 田杰;湯明杰;余鵬;姚森敬;白帆;張冠軍;;基于頻域介電譜法的變壓器油紙絕緣套管受潮狀況的分析與研究[A];2013年中國電機(jī)工程學(xué)會年會論文集[C];2013年

5 馬志欽;廖瑞金;郝建;楊麗君;肖中男;;水分對變壓器油和絕緣紙頻域介電譜特性的影響[A];重慶市電機(jī)工程學(xué)會2010年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

6 廖瑞金;郝建;楊麗君;袁泉;;變壓器油-紙絕緣頻域介電譜特性研究[A];重慶市電機(jī)工程學(xué)會2010年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

7 趙孔雙;;從寬頻介電譜看膠體體系中的軟特性[A];中國化學(xué)會第十三屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2011年

8 李玉紅;趙孔雙;;納濾膜/溶液體系的介電譜解析-膜的層狀構(gòu)造及透過性[A];中國化學(xué)會第十屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2004年

9 聶夢云;趙孔雙;;不同交聯(lián)度殼聚糖微球懸浮系的介電譜研究——界面電動力學(xué)參數(shù)以及金屬的吸附能力[A];中國化學(xué)會第十二屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2009年

10 趙孔雙;吳海燕;蘇文娟;;從硬粒子到軟粒子的介電譜解析[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集——第3分會：軟物質(zhì)與超分子組織化體系[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 劉驥;基于PDC分析的時頻混合絕緣診斷方法研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2014年

2 畢嵐;離子液體離子輸運(yùn)機(jī)理和導(dǎo)電特性的研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

3 高竣;基于介電指紋特征識別的變壓器主絕緣老化與受潮狀態(tài)評估研究[D];重慶大學(xué);2017年

4 岳龍;聚酰亞胺帶電粒子輻致電導(dǎo)率與介電性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 李向軍;基于太赫茲時域譜技術(shù)的有機(jī)分子溶液檢測與分析研究[D];浙江大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 宋娜;PVDF及其復(fù)合材料介電譜特性[D];哈爾濱理工大學(xué);2019年

2 陸暢;基于介電譜和近紅外光譜的牛初乳中摻常乳識別研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2019年

3 趙明云;變壓器油紙絕緣老化的介電譜特性與定量評估[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

4 張一杰;基于三電極的絕緣材料介電譜測量的誤差分析及修正方法研究[D];華北電力大學(xué);2018年

5 王豐;微波介電譜信息獲取的算法研究[D];四川師范大學(xué);2015年

6 馮永紅;蛋白質(zhì)變性的介電譜研究[D];伊犁師范學(xué)院;2012年

7 付秀華;膠原蛋白和牛血清蛋白溫度穩(wěn)定性的太赫茲介電譜研究[D];中國計量學(xué)院;2013年

8 萬星辰;變壓器油紙絕緣的介電譜診斷技術(shù)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2014年

9 張大寧;基于頻域介電譜法的絕緣診斷裝置[D];哈爾濱理工大學(xué);2016年

10 張晰;介電譜測試系統(tǒng)的多功能開發(fā)與性能優(yōu)化研究[D];西安科技大學(xué);2010年

本文編號：2796165