拉曼光谱与机器学习相结合检测掺伪大米开题报告

 2023-02-04 21:45:11

1. 研究目的与意义

大米富含蛋白质、脂肪、淀粉等多种营养成分1,是我国人民的传统主食之一。随着人们生活水平的提高和注重健康意识的增强,拥有良好口感和最佳品质的大米越来越受到消费者的青睐,但是人们对于优质大米的需求量远大于其真实产量,造成了优质大米供不应求的局面,导致市场上频频出现了大米掺假的行为,主要掺伪行为有将低档米掺入市面上高价流通的高档米中,或者某些商贩为了降低成本,使用价格低廉的工业石蜡对陈米进行抛光打蜡使米粒外表鲜亮,作为新鲜大米或者免淘米进行售卖。石蜡是石油加工产品的一种,食用掺有矿物油的大米后,会刺激人体的消化统,可能导致急性中毒、 严重腹泻、 昏迷等症状, 并可能危及人的神经系统,因此这一行为严重损害了消费者的权益。为了保障食品安全、维护市场秩序,研究检测大米是否涂抹了石蜡具备了现实意义。

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2. 研究内容和预期目标

1 研究内容

本文针对市场上经常出现的掺伪现象——大米涂蜡抛光,我们模拟设置了6个不同的石蜡浓度对大米进行涂抹,采用拉曼光谱最佳采集方法收集各个浓度下两组米粉的谱图。拟建立svm模型对未知浓度的涂蜡大米进行识别,以验证使用拉曼光谱检验大米掺伪的可行性。

2 拟解决的关键问题

(1)谱图数据的预处理

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3. 国内外研究现状

目前,食品中石蜡含量的测定方法已有文献报道的是油斑法、微柱层析法、皂化法、薄层色谱、红外光谱法、气相色谱法、液相色谱法和气相色谱-质谱法。

毕艳兰,范璐【17】等采用皂化法、薄层色谱法以及红外光谱法对大米上是否涂抹液体石蜡的定性分析方法进行了研究,结果表明皂化法、薄层色谱法均可以有效地分析液体石蜡的存在。 但是, 红外光谱法则不能有效地鉴别出大米上是否含有液体石蜡。彭元怀【18】等为检测大米中是否掺有矿物油,利用植物油脂能够与 KOH 发生皂化反应, 而矿物油不能与碱类物质发生反应, 对大米中是否涂有矿物油进行了定性研究。结果表明这种方法可以快速准确的对大米中是否涂有矿物油进行定性检测。范璐【19】等针对 11 种未涂石蜡大米和 18 个涂不同量石蜡的大米样品 , 以石油醚提取的油脂为试样 , 采用傅立叶变换红外光谱仪扫描样品。研究表明特征峰的面积比值与所涂石蜡量成线性变化,涂以 0 .05 %以上石蜡的大米, 其油脂特征峰面积比值与未涂石蜡米油脂的值有一定区别。周晓璇【20】等针对现在市场上常见的两种大米掺伪现象,利用近红外光谱技术结合化学计量学方法分别建立了大米中掺入低档米和掺入矿物油的定量分析模型。模型的预测精度和稳定性均很好,实现了对两种掺伪大米快速、准确的定量判别,为大米的品质监控提供了一种新的方法思路。其中皂化法方法简单,但定性定量都不准确;红外光谱法,定性分析较好,但定量分析受样品基体组分的影响较大,且以上方法复杂繁琐,测试条件苛刻。

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4. 计划与进度安排

(1) 2022年11月14日—2022年1月15日:搜集并阅读资料确定选题,撰写开题报告;

(2) 2022年1月16日—2022年3月26日:初稿写作;

(3) 2022年3月27日—2022年4月9日:中期检查;

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5. 参考文献

1. Soo-Yun P., Jae Kwang K., Jae-Seon J., et al. Comparative analysis of nutritional composition between the disease-resistant rice variety OsCK1 and conventional comparators[J]. Food Science and Biotechnology, 2015, 24(1): 225-231.

2. 孙娟,张晖,王立,钱海峰,齐希光,基于拉曼光谱的大米快速分类判别方法[J].食品与机械,2016,32(1):41-45

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