基于RBF-NN的面粉中偶氮甲酰胺含量检测系统设计与实现

发布时间：2020-10-20 18:38

　　 面粉作为面制食品的原材料,在日常饮食中有着不可替代的作用,很多厂家为了吸引消费者,在面粉中加入添加剂以改善面粉筋度和外观,然而有报道称若过量食用被广泛使用的增筋剂偶氮甲酰胺(Azodicarbonamide,ADA)会对人体产生危害。目前一般采用化学方法检测面粉中ADA的含量,但是这种方法存在检测效率低,不适宜现场检测等缺点。而近红外检测技术能够实现快速、高效、无损检测。虽然其原始光谱具有重叠峰,检测过程易受环境影响,但是利用化学计量学方法可以解决这一问题。因此,本文提出利用近红外检测技术结合RBF-NN对面粉中ADA的含量进行定量检测。本文用近红外光谱仪采集ADA样本的光谱数据,通过蒙特卡罗法剔除实验中产生的异常样本,将剩余样本分别通过KS和nKS方法划分样本集。比较使用了去趋势法,标准正态变量变换法,导数法及其组合的方法预处理光谱数据,然后采用相关系数法提取了6个特征波段,再将这些特征波段对应的光谱数据分别输入SVM和RBF-NN模型中,最终确定标准正态变量变换法结合一阶导数法预处理数据后建立RBF-NN模型的预测精度最高。模型的决定系数达到0.9997,预测均方根误差和相对分析误差的分别为0.5938和110.3772,并通过人机交互软件实现检测系统的可视化。
【学位单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP274;O657.33;TS211.7
【部分图文】：

图 2-1 近红外光谱波长的区间分布Fig.2-1 Interval distribution of near-infrared wavelength外光照射于待测物质上，如果红外光没有被待测物的分子吸收，分子；相反，如果被待测物的分子吸收则定义为活性分子。活性生跃迁所吸收的能量与近红外光谱中某区域所对应波长处光子的生近红外光谱吸收[32]。光谱吸收包括合频吸收与倍频吸收，合频的不同振动形式在基频波数之和处所形成的特征吸收。倍频吸收频波数的倍数处所形成的特征吸收[33]。从量子力学的角度解释此照射分子时，分子跃迁需要吸收能量，计算过程如式（2-1）、（2-2）= ( + ) 中，V 为振动量子数，v 为振动频率，h 为普朗克常量。用波尔频

通过此种方法可以使得在不同区域内的红外光强弱呈然后用仪器记录信息，就得到对应的吸收光谱信息图。根据不同物域吸收光谱各自固有的特征，从而实现基于 NIRS 的定量检测分析谱所反映的实验样本信息与所测得的数据采用化学计量学方法建立，然后采集样本光谱信息于所建模型进行对比，从而快速、准确的成和性质[37]。验仪器设备一）硬件检测系统设计红外检测系统的硬件部分主要包括一台近红外分析仪、一台计算机（源工作站以及有关漫反射器件等，如图 2-2 所示为检测系统。起主是FOSS公司生产的NIRS DS2500，其扫描的波长范围是400nm至2高的稳定性，满足多元化的要求。

c) WinISI III 数据转换界面 d) Matlab 程序运行界面图 2-3 软件操作界面Fig.2-3 Software operation interface2.4 实验流程2.4.1 样本制备实验所用主要材料是面粉和 ADA，材料取自黑龙江省农科院的科研部门和天津乐泰股份有限公司。配置流程如下：将 ADA 试剂加入面粉中配制出含量为 1%的样本，再添加面粉使浓度达到实验中所需的最低含量 0.1%，然后根据最低含量样本配置出其他含量的样本。最终，得到浓度间隔为 3mg/kg，浓度范围是0mg/kg-300mg/kg 的 101 个样本并按顺序编号。2.4.2 光谱数据的采集流程将仪器预热 30min 后将不同浓度样品按顺序装入采样盒中采集光谱，如图 2-4
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 汤瑞英;偶氮甲酰胺引起4例职业性哮喘[J];劳动医学;1990年04期

2 ;从偶氮甲酰胺能否作为面粉增筋剂暴露出目前国内上千种添加剂检测有限[J];粮食加工;2015年02期

3 王维民;崔波;;偶氮甲酰胺对特二面粉性质的影响[J];粮食与食品工业;1999年04期

4 单晓梅;偶氮甲酰胺采样和分析方法的建立及应用[J];劳动医学;1990年01期

5 吴函;陈波;;偶氮甲酰胺对人体健康的影响[J];上海预防医学;2017年10期

6 奇云;;偶氮甲酰胺:一种安全性存争议的面粉增筋剂[J];生命世界;2015年03期

7 王晓彬;黄文倩;王庆艳;李江波;王超鹏;赵春江;;应用近红外高光谱成像技术检测面粉中偶氮甲酰胺[J];光谱学与光谱分析;2018年03期

8 黄晓姗;关铭鑫;杭义萍;;面制品添加剂偶氮甲酰胺热处理下转化为氨基脲的研究[J];分析测试学报;2018年08期

9 相洋;江锋;杨名平;;小麦粉制品中偶氮甲酰胺和氨基脲检测方法研究及含量调查[J];食品安全导刊;2015年09期

10 花锦;赵悠悠;刘海峰;刘晓琳;高浩;;出口小麦粉及其制品中偶氮甲酰胺的测定[J];粮食与油脂;2019年02期

相关硕士学位论文 前7条

1 张晨;基于RBF-NN的面粉中偶氮甲酰胺含量检测系统设计与实现[D];黑龙江大学;2019年

2 黄晓姗;面粉及其制品中偶氮甲酰胺的检测、降解规律及锑检测方法的研究[D];华南理工大学;2019年

3 向露;面粉及其制品中偶氮甲酰胺、氨基脲检测方法及偶氮甲酰胺降解规律研究[D];重庆医科大学;2014年

4 叶婧;偶氮甲酰胺、氨基脲检测方法及其在面制品中的变化规律研究[D];河北农业大学;2011年

5 阮莎莎;面粉和面制品中偶氮甲酰胺及其转化产物的检测与污染状况研究[D];湖南农业大学;2016年

6 田文睿;食品中氨基脲的检测及其在加工过程中生成途径初探[D];河北农业大学;2014年

7 李嘉;食品添加剂副产物氨基脲的毒理学研究[D];吉林农业大学;2008年

本文编号：2849019