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蜂蜜真伪的近红外光谱鉴别研究
分析),2006,26(4):629.
[14] HUANG Guang-qun,HAN L^卜jia,YANG 7klng-ling(黄光群,韩鲁佳,杨增玲).Speetrose01)y and Spectral Amdysi¥(光谱学与光谱分
摘要如何有效鉴别蜂蜜真伪是目前我国蜂产品质量控制的难题之一。提出了一种用傅里叶变换近红外 光谱结合判别偏最小二乘法(DPLS)快速鉴别蜂蜜真伪的新方法。首先采集了71个商品蜜样品的近红外光 谱数据,其中包括27个纯蜂蜜和44个掺假蜂蜜,然后5次随机划分建模集样本和验证集样本,并对建模样 本进行不同光谱预处理,选择并优化不同波段范围和主成分数,用DPLS法建立了5组蜂蜜样本的真伪鉴别 模型,外部交叉验证法预测模型。通过对结果进行比较分析,5组校正模型中真蜂蜜和掺假蜂蜜的总体识别 准确率分别为91.49%,94.68%,92.98%,93.86%,94.87%;预测样本的识别准确率为86.96%~ 93.75%,其中模型2,3,4中掺假蜜的识别准确率达100%。研究结果表明,该方法可作为鉴别商品蜜真伪 的一种快速筛选技术,在我国蜂蜜质量监控中具有重要意义。
根据G】B/T 18932.1—2002《蜂蜜中c14植物糖含量测定 稳定碳同位素比率法》,测定蜂蜜中C-4植物糖含量。以蜂蜜 蛋白质313C值为标准,根据差值计算蜂蜜中C-4植物糖的 含量。如果计算结果为负值,其C-4植物糖含量按0计。当 计算结果大于或等于7%时,应认为含有C-4植物糖(主要指 玉米糖或蔗糖)。
TabIe 1 Resel缸of calibration modeb
以5个不同方法建立的校正模型分别对预测样品集进行 预测,预测效果良好(见表2)。模型1,--5的识别准确率分别 为93.75%,89.58%,89.29%,92.31%,86.96%,其中模 型2,-。4中的假蜜样本100%被识别,每个验证模型的误判个 数不超过3,可以看出这5组模型的预测结果均较为理想。 结合表1结果进行综合考虑,模型间的指标各有优势,假蜜 被识别的能力较理想,识别准确率在88.89 0A 100%,降低 了样本判定中出现假阳性的概率。同时,验证集样本的识别 准确率总体上会比建模集样本的低些,究其原因是在验证模 型中,真蜂蜜样本的识别率降低,这与预测样本中真蜂蜜的 数量较少有关。因此,应进一步加大蜂蜜样本代表性,提高 样本的数量尤其是真蜂蜜样本来改善模型。
第28卷,第11期 2 0 0 8年1 1月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
V01.28。No.11。pp2565—2568 November,2008
蜂蜜真伪的近红外光谱鉴别研究
陈兰珍1’2,赵 静1,叶志华“,钟艳萍3
1.中国农业科学院蜜蜂研究所,北京100093 2.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,北京100081 3.中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京100083
否掺假,对提高我国蜂蜜质量控制水平具有重要意义。
参考 文 献
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4.0
8 3.0 量
扣
《
1.0
O 12000
n昏1
10000
8000
6000
Wave number/cm’l
4000
Raw NIR spectra of authentc and
adulterated honey samples
正模型的识别准确率在91.49%~94.87%之间,均高于 91%,达到较好的结果,这说明了用近红外光谱技术结合 DPLS法建立蜂蜜真假鉴别方法是可行的。
液体样品不需任何预处理,直接将液体光纤探头插入样 品中进行近红外光谱测定。结晶蜂蜜样品测试前应在低于60 ℃水浴直至晶体完全溶化后,放置室温测定。实验采用透射 方式;扫描范围为4 000~11 000 clnl;扫描次数32次;分 辨率8 crfl~。取3次采集的平均值作为该样本的原始光谱 (如图1)。
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*通讯联系人 e-mail:zhihuaye@mail.caas.neL∞
e-msih chenlanzhen2005@126.corn
万方数据
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光谱学与光谱分析
第28卷
有InGaAS检测器,液体光纤探头(2 lm光程)及OPUS分
析软件。 1.2实验材料
实验中所用蜂蜜样本共71个,均是从市场上抽检出的 经过加工浓缩的商品蜜,以是否掺C-4植物糖为检测指标判 定蜂蜜真假,同时结合感官分析,判定有44个掺假蜂蜜样本 和27个真蜂蜜样本。 1.3方法
近红外光谱分析技术已被成功用于水果口81、酒类[191、 牛奶[2阳的定量定性分析,结合DPLS法被用于鉴别桉树蜂蜜 和牧草蜂蜜品种[2¨,正确识别率分别为85%和75%。本文 首次用该技术鉴别蜂蜜真伪,识别准确率和误判个数结果较
万方数据
第11期
光谱学与光谱分析
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理想,与碳同位素质谱法相比,具有快速,无污染,成本低 等特点。因此用傅里叶变换近红外光谱技术快速筛选蜂蜜是
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ห้องสมุดไป่ตู้
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近红外光谱(N珉s)分析技术具有速度快,成本低以及 重现性好等优点[1引,近年来被成功地应用于食品[1h埘、医 药[”]、农业[1‘“5]等领域。国内有关近红外应用于蜂蜜的相 关报道较少,国外关于NIR技术鉴别掺假蜂蜜的研究文献也 有限,其研究手段主要是通过在实验室中将蜂蜜人为掺人糖 浆进行测定[1 6。,而且还未见用判别偏最小二乘法(DPLS)建 立蜂蜜真伪模型。为克服传统理化方法中检测周期长,成本 高等缺点[1引,同时为结合我国蜂蜜生产销售实际情况,本文 主要探讨了应用傅里叶变换漫透射技术和判别偏最小二乘法 快速鉴别市售蜂蜜的真假。
1材料与方法
1.1近红外光谱仪器及其参数 MPA傅里叶变换近红外光谱仪(德国Bruker公司),带
收藕日期:2008 03—29。修订日期:2008-06—30 基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD06804)资助 作者简介:陈兰珍,女,1974年生,中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所博士研究生
Table 2 Resul协of validaton modeb
2结果与分析
本研究在分析过程中使用判别偏最小二乘法(DPLS)建 立真假蜂蜜样品的数学模型,同时用外部交叉法验证。通过 对模型5次随机划分样本,选择不同光谱预处理方法,不同 谱区范围和主成分数进行模型优化,其中光谱预处理均为一 阶导数+平滑点数15。模型的主成分数,谱区范围以及评价 模型的识别准确率,误判数指标见表1。由表l中看出,不同 主成分数和波段范围,建模样本数,其识别准确率和误判数 不同。模型1,2,3,4,5的识别准确率分别为91-49%, 94.68%,92.98%,93.86%,94.87%,其中模型5的识别准 确率最高,其次是模型2,但总体差别不明显。模型1和2的 结果显示,在主成分数和建模样本数相同的情况下,随着波 段范围变宽,误判数由6减少至4,识别率也相应提高。与模 型1和2相比,模型3"-5的建模样本数增加,分别为57, 57,58,主成分数均为8,波段范围有所不同,但识别准确率 也差别不大,误判数不超过8个。因此通过比较分析,5个校
3结论
本研究利用近红外光谱分析技术对蜂蜜真假鉴定作了初 步探讨,结合DPLS化学计量学方法建立蜂蜜真伪鉴别的5 组数学模型。5组模型中。建模集样本的识别准确率均在 91%以上,差别不明显,说明了用该方法建立鉴别模型是可 行的。样本预测集中蜂蜜误判个数不超过3,识别准确率虽 稍低于建模集,但均在89%以上,其中真蜜识别率稍微低, 是因为参与验证的真蜂蜜样本太少,应进一步收集具代表性 真实蜂蜜样本。另外,有3个模型的假蜜识别准确率高达 100%,降低了蜂蜜出现假阳性的比例。
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