[发明专利]一种快速分析香精香料质量稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及近红外光谱技术领域，具体是一种快速分析香精香料质量稳定性的方法，可用于性精香料质量稳定性的快速分析和评价。

背景技术

香精香料由于受产地加工等多种因素影响，产品的质量不可避免的有一定的波动，难以从其物性指标和感官对其内在质量进行有效控制，迫切需要快速、高效、简便的分析方法用于香精香料质量稳定性的评价与控制。

近红外光谱技术具有分析过程高效、绿色、环保的现代分析特征，因而成为近年来发展较快、引人注目的光谱分析技术之一。根据美国实验和材料协会(ASTM)的规定，其波长范围为780～2526mn。分子在NIR区的吸收主要由C-H、0-H、N-H和C＝0等基团的合频吸收与倍频吸收组成，此区的吸收强度低、谱带复杂、重叠严重，无法使用经典定性、定量的方法，必须借助化学计量学中的多元统计、曲线拟合、聚类分析等方法进行定标建模，并结合合适的模型实现快速多组分分析。近红外光谱技术具有快速、无损、实时检测等优点，已经成为工业产品分析的强有力工具。然而，近红外光谱存在特征弱、数据量大、视觉识别以及传统匹配算法难以获得可靠结果的弱点。因此，迫切需要开发一种高效、快速、自动化程度高的识别算法。

本发明针对上述问题，提出了基于近红外光谱特征的香精香料质量稳定性分析方法。通过化学计量学手段分析光谱，衡量光谱的相似性能够有效地将光谱特征用于香精相似性的计算，从而提高了香精香料质量稳定性结果分析的可靠性，本方法快速、准确，提高工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够快速、简便、准确评价香精香料质量稳定性的方法，本发明提出了一种在主成分分析的基础上，运用加权相关系数方法提取特征光谱。该方法操作简单、易于操作，环保无污染。

本发明提供的一种快速分析香精香料质量稳定性的方法，其包括以下步骤：

(1)选取同一厂家同一牌号不同时间生产的香精香料，进行近红外光谱扫描；

(2)对所扫描光谱进行主成分分析，采用加权相关系数提取每个光谱的特征，然后对所有的近红外光谱按行排列，获得数据矩阵，对矩阵进行加权相关系数，通过特征向量计算出主成分，通过计算加权相关系数，确定稳定性识别区间，建立该牌号香精香料的WCC快速分析模型。

所述WCC分析模型的建立包括如下步骤：

(1)光谱扫描；

(2)光谱预处理；

(3)导出光谱数据；

(4)建立数据矩阵；

(5)进行加权相关系数分析；

(6)根据光谱计算该牌号香精的加权相关系数均值WCCx，以此均值作为该该牌号香精香料的区分模型的中心；

(7)计算所有该牌号香精的近红外光谱到此中心的距离，并计算所有距离的均值和标准偏差。

(8)建立加权相关系数WCC模型。

(9)计算并确定该牌号香精的稳定性识别区域；

本发明提供的一种快速分析香精香料质量稳定性的方法，WCC区分模型的建立优选技术方案为：

(1)光谱扫描：利用近红外光谱仪扫描香精香料样品获得其近红外谱图，操作参数为：光谱扫描范围12 000～4 000cm-1，光谱分辨率8cm-1，扫描次数64次(约30s)。以透过方式采集光谱数据并处理为吸收光谱的一阶微分。每个样品扫描10次取平均光谱，每个样品扫描获得2个以上的平均光谱；

(2)光谱预处理：采用小波变换、多元散射校正、导数光滑滤波的光谱预处理方法对近红外扫描的香精香料光谱进行预处理，消除样品因分布不均匀、表面散射以及光程变化等对近红外漫反射光谱的影响，实现光谱去噪平滑、光谱数据压缩和化学信息的高效提取，提高目标光谱分辨率和方法灵敏度。

(3)导出光谱数据：将12 000～4 000cm-1光谱范围的数据点导出；

(4)建立数据矩阵：将同牌号香精香料的近红外光谱按行排列，获得数据矩阵；

(5)根据矩阵计算平均光谱：

(6)进行加权相关系数分析，计算所有光谱s与平均光谱s的加权相关系数，以wcc表示，公式如下：

式中，s_j和分别表示光谱s和的第j个数据点；w_j表示权重向量w的第j个数据点，w为权重。

(7)算出所有同类光谱的加权相关系数wcc的均值和标准偏差，其中均值用来表示，标准偏差用d来表示，建立识别区间其中k为比例系数。