[发明专利]基于介电频谱技术的生鲜羊乳菌落总数超标快速判别方法

说明书

本发明公开了一种基于介电频谱技术的生鲜羊乳菌落总数超标快速判别方法，包括以下步骤：使用介电特性测量仪在全频率范围内，获取一批菌落总数未超标与超标生鲜羊乳样本的介电频谱。对原始介电频谱进行预处理，并利用定性分析的样本划分方法得到校正集与预测集。利用主成分分析和连续投影算法对介电频谱数据进行压缩。建立判别生鲜羊乳菌落总数超标的模型，并对各模型的判别准确率进行验证。其中基于主成分分析的支持向量机模型为最优模型，该模型对校正集和预测集的判别准确率均为100%。本发明基于介电频谱技术判别生鲜羊乳菌落总数是否超标，具有快速、高效、便捷、准确、不需要复杂样品制备等优点。

技术领域

本发明涉及菌落总数检测技术领域，特别是涉及一种基于介电频谱技术的生鲜羊乳菌落总数超标快速判别方法。

背景技术

食品在生产、加工、储存、运输、销售等各个环节中都可能受微生物的污染。一旦食品被污染，微生物将大量繁殖而引起食品腐败变质，或导致食源性感染和食物中毒。羊乳是深受广大消费者青睐的食品。羊乳中含有丰富的营养成分，例如容易被吸收的蛋白质、脂肪、糖类和矿物质微量元素等。由于富含多种营养物质，羊乳相比于其它食品更加容易受微生物污染。乳中菌落总数过高，不仅会引起乳变味，而且很可能导致以乳为主要原料的其它乳制品的菌落超标。《生鲜乳收购标准》（GB19301-2010）把菌落总数上限设为200万CFU/mL。传统检测菌落总数的方法是标准平板计数法，该方法虽然精确，但却需要消耗大量时间。因此该方法不适合应用于快速在线检测。一些研究人员提出了包括式细胞仪法、生物发光ATP法、电阻抗法、伏安分析法等快速检测方法。但这些方法中，有些价格昂贵，有些操作复杂，有些方法需要较长时间进行菌落培养。因此提出快速、便捷的生鲜羊乳菌落总数超标快速判别方法对生鲜羊乳及其乳制品的生产和消费至关重要。

介电特性由于其具有快速且不需要复杂的样品制备等优点，已经成为广泛应用的食品分析方法。材料的介电特性同其它的物理特性，如声学、光学、磁学等一样属于物质内在的特性。许多研究报道指出，食品的介电特性受其成分的影响，例如水分、糖度、脂肪、可溶性固形物等。近年来，介电特性检测技术已经被应用检测生鲜乳的水分、脂肪、蛋白质含量中。到目前为止，尚未见基于介电频谱预测大样本生鲜乳的菌落总数是否超标的研究。为此，有必要开发一种基于介电频谱技术的生鲜羊乳菌落总数超标快速判别方法，以保障消费者的权益，同时促进羊乳产业的健康发展，维护我国食品安全与健康。

发明内容

鉴于上述现有技术发展现状，本发明的目的是提供一种基于介电频谱技术的生鲜羊乳菌落总数超标快速判别方法。利用介电特性测量仪，采集一批菌落总数未超标和超标羊乳样本的介电频谱。基于介电频谱数据，建立生鲜羊乳菌落总数超标判别模型。本发明的方法也可以用于生鲜牛乳菌落总数超标的快速判别中。

基于介电频谱技术的生鲜羊乳菌落总数超标快速判别方法，包括以下步骤：

步骤一，选取菌落总数未超标和超标的生鲜羊乳作为样本；依据国标方法检测样本的菌落总数，并依照国标判别其菌落总数是否超标。

步骤二，预热介电特性测量仪，并采用标准流程校准仪器；设置采集软件，包括频率范围、扫描方式、频率点数；使用搅拌器将生鲜羊乳样品混合均匀，在25℃恒温下，全频率范围内，测量样本的介电频谱；该介电频谱包括介电常数频谱和介质损耗因数频谱。

步骤三，预处理介电频谱；由于噪声的存在，去除介电常数频谱的首尾部分；然后利用Savitzky-Golay平滑和标准正态变换算法对原始介电频谱进行预处理。

步骤四，采用kennard-Stone样本划分方法，按照2:1或3:1或4:1的比例，将生鲜羊乳样本分为校正集和预测集；保证菌落总数未超标和超标样本在校正集和预测集的比例相同。