基于显微红外成像的鱼粉光谱特征提取和模式识别研究(杨增玲指导)

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1、中国农业大学本科生“URP”立项申请书项目名称基于显微红外成像的鱼粉光谱特征提取和模式识别研究申请人杨增玲工作单位工学院农业工程系联系电话62736778，13581995496电子信箱yangzengling^cau・edu・cn填表日期2012年3月16日中国农业大学教务处制项冃名称基于显微红外成像的鱼粉光谱特征提取和模式识别研究项目起止时间2012年4月—2013年4月项忖申请人情况姓名杨增玲性别女出生日期1977.12最后学历与学位工学博士专业技术职务副教授从事专业农业工程•、项目概况饲料工业是支撑现代备牧水产养殖业发展的基础产业，也是关系到城乡居民动物

2、性食品供应的民生产业（《饲料工业“十二五”发展规划》）。饲料安全直接与养殖业发展、食品供应安全、生态环境以及备牧业生产可持续发展等息息相关。但近年来，各种畜产品食品安全事故频发，如我国的三聚氧胺风波、瘦肉精事件、苏丹红事件和世界其它一些国家的疯牛病事件及二噁英事件等。由饲料安全问题引发的食品安全事件及其产生的严重的社会危害，直接影响到备牧业发展，影响着众多消费者的身体健康和生活质量，也影响着饲料工业的持续、健康发展，成为各国政府和社会各界普遍关注的民生、政治问题乞一。在我国，饲料安全已等同于食品安全，党中央及相关政府部门高度重视饲料安全监管。2006、2009、

3、2012年中央1号文件分别指出““强化饲料质量管理，进一步提鬲农产品质量安全水平”「'健全饲料安全监管体系，促进饲料产业健康发展”「'严格规范使用食品和饲料添加剂”。农业部新颁布的《饲料工业I-二五发展规划》屮更明确提出：“要加强饲料中有毒有害物质快速检测技术和潜在风险物（未知风险物）筛查鉴定技术研发”。鱼粉属于蛋白饲料原料屮的动物源性蛋白饲料，在饲料工业中居丁•极为重要的地位。我国是蛋白饲料资源短缺的国家，鱼粉进口依存度在70%以上（《饲料工业“十二五”发展规划》）。随着养殖业和饲料工业持续发展，鱼粉作为重耍饲料原料的供求矛盾将进一步加剧。由于受利益的驱使，在

4、现有法律法规和检测手段尚未完善的情况下，在鱼粉中的非法饲料添加物问题将难以得到显著有效的控制，遏制制假售假和违禁添加等违规、违法行为将成为一场长期的战役。如何更有效开展鱼粉中的未知风险物监测，将成为新的饲料安全监测技术的主要研究方向之一。显微红外成像技术结合了光谱、图像、显微镜三种技术，是一种多信息融合检测技术,可以同时获得样品微区空间各点的光谱，进而得到空间各点的组成和结构信息。获得的图像由四维数据阵组成——两维空间和空间点的二维近红外光谱，如图1所示。显微红外成像技术具冇无需样品前处理、穿透能力强（固体样品大于300刚）、适应粗糙表而的样品和非接触、非破坏等

5、优点，是一项新型的绿色环保识假技术。因此，探讨该技术在他粉快速识别中的应用对于丰富饲料安全检测方法，保障饲料安全具有重要的现实意义，应用前景乐观。图像(X)图1显微红外成像系统得到的图像与光谱关系本项目以鱼粉为研究对象，应用显微红外成像技术在对鱼粉进行微区分析和化学成分分析的革础上，借助化学计量学分析工具，对鱼粉近红外光谱特性进行表述，棊于微区组分建立鱼粉的特征光谱库和识别模型，以人为配置的掺假样品为验证样品对建立的识别模型进行检验，此方法对探索检测他粉中未知风险物可提供一•种可借鉴的新思路与方法。木课题选择的显微红外成像技术是一种多信息融介检测技术，因此在课题

6、实施过程中除了培养学生的先述仪器操作等实验技能之外，重在培养学生处理融合多信息数据和图像的能力及科学分析问题解决问题的能力。二、实施计划及方案(明确各个环节对培养学生创新能力的具体思路及考核办法)1.2012年4刀〜2012年5刀查阅文献资料并撰写文献综述报告。该坏节主要培养学生获取相关信息和技术资料的能力，以及培养学牛能够对文献资料进行综合分析、综述、升华和写作的能力。考核办法:提供文献综述1篇。2.2012年6月〜2012年8月收集代表性的鱼粉样品，实验室制备掺假鱼粉样本；扌「I描样品的可见图像；在不同的扌「I描参数条件下，扌「I描样品的显微红外图像，确定最

7、佳扌「1描条件，包插波数分辨率、空I'可分辨率和波数范围；对扫描得到的显微红外图像进行不同的光谱预处理。该环节主要培养学生制订和设计试验方案的能力，以及学习掌握试验用仪器设备的能力。考核办法：提供实验设计方案1份。3.2012年9月〜2012年11月利用光谱剥离技术对显微红外图像进行分析，根据对鱼粉辨认的效果选择可行的光谱剥离技术。该环节主要培养学牛的动手能力和数据分析能力，以及对试验屮出现问题进行综合分析和解决的能力。考核办法：提供光谱剥离计算源程序及数据处理报告1份。4.2012年12月〜2013年2月在基于微区组分特征光谱库建立的基础上，借助化学计最学方法

8、建立鱼粉组分的识别模型，