基于电子鼻和一维拉普拉斯卷积核的奶粉基粉产地鉴别

作     者：张寅升 袁航 周亚 程永波 王海燕 YANG Yumei;TANG Pengyu;HUANG Daomei;MENG Fanbo;LIN Mao

作者机构：浙江工商大学食药质量安全工程研究院浙江杭州310018 浙江工商大学管理工程与电子商务学院浙江杭州310018 南京财经大学管理科学与工程学院江苏南京210023 

出 版 物：《现代食品科技》 (Modern Food Science and Technology)

年 卷 期：2024年第40卷第5期

页      面：240-246页

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2023YFD1000400) 国家自然科学基金重大研究计划重点项目(91746202) 国家自然科学基金重点项目(71433006) 国家自然科学基金面上项目(62376249) 国家自然科学基金青年项目(61806177) 

主　　题：电子鼻 奶粉 偏最小二乘法 拉普拉斯卷积核 

摘      要：奶粉基粉是配方奶粉的基础原材料,其产地影响到终端乳制品的品质。本文提出了一种电子鼻技术与一维拉普拉斯卷积核相结合的基粉奶源地判别方法。通过电子鼻采集样本数据,经过时域信号对齐,尝试使用不同阶数的一维拉普拉斯卷积核进行特征提取,并对比了统计数字特征、快速傅里叶变换、离散余弦变换等其他特征提取方法,最后使用偏最小二乘及可视化进行可分性分析。实验结果发现快速傅里叶变换、离散余弦变换、二阶的一维拉普拉斯卷积核相对于原始特征均有效提升了可分性,偏最小二乘的R2效应量从0.61分别提升到0.95、0.96和1.00。一维拉普拉斯卷积核特征提取方法能够准确区分产自国内和国外(澳大利亚)的基粉,在案例研究中取得了最优判别效果,说明其能够有效提取到电子鼻各通道序列信号的时间响应特征。该方法能够完成中澳两国奶粉基粉样本的区分工作,为快速鉴定奶粉基粉来源提供技术支撑。