基于近红外透射光谱及神经网络的大豆油质量分析

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1、基于近红外透射光谱及神经网络的大豆油质量分析蔡立晶１，蔡立娟２，李文勇３，赵肖宇１，尚廷义１（１．黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆１６３３１９；２．长春理工大学，长春１３００２２；３．大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江大庆１６３１６２）摘要：提出了一种基于近红外透射光谱及最速下降ＢＰ算法识别大豆油质量的方法。光谱采集范围是１００００～４０００ｃｍ－１，将得到的近红外光谱数据作为网络的输入神经元，利用主成分分析方法得出８个变量指标数，该变量指标对样品累计贡献率达到９９．９％以上；将８个主成分的特征值作为ＢＰ网络的输入向量，建立ＢＰ神经网络模型。该模型对预测样

2、品集能正确判别，判别正确率达到１００％。..关键词：近红外透射光谱；ＢＰ神经网络；豆油质量分析中图分类号：Ｏ６５７．３３文献标识码：A：0439－８114（２０15）01－0175-03DOI：10.14088/j.ki.issn0439-8114.2015.01.045ＱｕａｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｏｙｂｅａｎＯｉｌbａｓｅｄｏｎＮｅａｒＩｎｆｒａｒｅｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒａａｎｄＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋＭｏｄｅｌＣＡＩＬｉ－ｊｉｎｇ１，ＣＡＩＬｉ－ｊｕａｎ２，ＬＩＷｅｎ－ｙｏｎｇ３，ＺＨＡＯＸｉａｏ－ｙｕ１，Ｓ

3、ＨＡＮＧＴｉｎｇ－ｙｉ１（１．ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＢａｙｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ１６３３１９，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｃｈｉｎａ；３．ＴｈｅＦｉｓｔOｉｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｏｍｐａｎｙ，Ｄａｑｉｎｇｏｉｌｆｉｅｌｄ，Ｄａｑｉｎｇ１６３１６２，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔ

4、ｒａａｎｄｇｒａｄｉｅｎｔｄｅｓｃｅｎｔＢＰａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｕｓｅｄｔｏanalyzedｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｏｙｂｅａｎｏｉｌ．Ｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ１００００ｔｏ４０００ｃｍ－１ｓｐｅｃｔｒａｌｗａｓａｃｑｕｉｒｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍｄａｔａwasｉｎｐｕｔｔｏＢＰｎｅｔｗｏｒｋ．Ｅｉｇｈｔｖａｒｉａｂｌｅｉｎｄｅｘｅｓｗｅｒｅobtainedwithｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅ８ｖａｒｉａｂｌｅｉｎｄｅｘｅｓwa

5、sｍｏｒｅｔｈａｎ９９．９％．Ｕｓｉｎｇｔｈｅ８ｉｎｄｅｘａｓｉｎｐｕｔｖｅｃｔｏｒｓｏｆＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓｍｏｄｅｌ，ｉｔｃａｎｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓａｍｐｌｅｓwithｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙof１００％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｅａｒｉｎｆｒａｒｅｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ；ＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ；ｓｏｙｂｅａｎｏｉｌｑｕａｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ收稿日期：２０１４－０３－２０基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目（１２５２１３７８）简介：蔡立晶（１９７７－），女，吉林前郭人，讲师，

6、硕士，主要从事电磁场微波技术及光电检测技术的教学与研究工作，（）１３８４５９４２９８８（电子信箱）ｔｈｒｅｅｍｉｎｉｍｏｏｎｓ＠１２６．ｃｏｍ。近红外光谱技术具有快速、高效、无污染、无需前处理、无损分析及多组分同时测定等优点，在快速检测领域有较大的潜力和发展空间。近红外光谱分析技术用于食用油品质分析检测目前也有一些研究报道，主要用于油脂的品质检测［１］。西方国家最早利用近红外技术进行油脂品质分析。近红外技术结合判别分析方法等，在橄榄油［２，３］、坚果油［４］及其他植物油［５］的检测中已得到成功应用。刘福莉等［６］以８种食用油纯油的４３个样品为对象，研究了近红

7、外透射光谱结合聚类分析法快速鉴别食用油种类的可行性，判别模型对预测集样品的准确率达到１００％。范璐等［７］利用气相色谱和傅里叶变换红外吸收光谱，对２１种花生油、２０种棕榈油及两者的４种调和油进行分析，对花生油和棕榈油做了识别分析。近红外光谱技术在掺伪检测中有着很多的应用［８］，翁欣欣等［９］研究了橄榄油中掺伪情况研究，采用ＢＰ神经网络对掺伪橄榄油和未掺伪橄榄油进行了鉴别，对５２个样品进行了预测，预测准确率为１００％。随着营养学的研究发展，评估食用植物油的营养价值，研究分析常用食用植物油中的脂肪酸的组成是有意义的，吴静珠等［１０，１１］对食用油脂肪酸的定量分析

8、进行了研究，人们对植物油中脂肪酸的认识不断增加。人工