基于近红外光谱技术的蜂蜜掺假识别

 屠振华 1,2,朱大洲 3,籍保平 1,陈红茜 1,庆兆珅 1※

(1. 中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083;

2. (国家)食品行业生产力促进中心,北京 100062;

3. 国家农业信息化工程技术研究中心,北京 100097)

摘 要:为了实现蜂蜜掺假的快速识别,应用近红外光谱结合模式识别方法对蜂蜜掺假现象进行了识别分析。该研究收集了中国不同品种、不同地域的典型天然蜂蜜样品,根据目前市场上常见的蜂蜜掺假手段,掺假物质及相对含量情况配制了掺假蜂蜜样品,利用傅立叶近红外光谱仪采集其透反射近红外光谱,分别采用偏最小二乘判别分析(PLS-DA),独立软模式法(SIMCA),误差反向传播神经网络(BP-ANN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)等模式识别方法,进行蜂蜜掺假识别研究。研究结果表明:利用这4种方法在蜂蜜中掺入果葡糖浆和果葡糖水的情况下均能很好地识别出掺假蜂蜜样品,其中对于掺入果葡糖浆的掺假情况,校正集的正确判别率均达到95%以上,验证集的正确判别率均达到87%以上,对于掺入果葡糖水的掺假蜂蜜校正集的正确判别率均达到93%以上,验证集的正确判别率均达到84%以上。通过比较4种不同的识别算法,发现采用LS-SVM时,对两种掺假情况下校正集和验证集的正确判别率均达到了100%,表明基于近红外光谱的蜂蜜掺假快速准确识别是可行的。

关键词:红外光谱,算法,模式识别,蜂蜜,掺假识别

doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2011.11.071

中图分类号:O657.38,S37,TP391 文献标志码:A 文章编号:1002-6819(2011)-11-0382-06

屠振华,朱大洲,籍保平,等. 基于近红外光谱技术的蜂蜜掺假识别[J]. 农业工程学报,2011,27(11):382-387.

Tu Zhenhua, Zhu Dazhou, Ji Baoping, et al. Adulteration detection of honey based on near-infrared spectroscopy[J]. Transactions of the CSAE, 2011, 27(11): 382-387. (in Chinese with  English abstract)

蜂蜜是一种由蜜蜂采集植物的花蜜或者分泌物经自身含有的特殊物质进行充分酿造而成的甜味物质,世界各国对于天然蜂蜜的真实性均有严格的要求,要求保证其天然性、真实性,不允许添加各类物质。我国国家标准中更是明确规定“不得添加或混入任何淀粉类、糖类、代糖类物质。同时不得添加或混入任何防腐剂、澄清剂、增稠剂等异物”[1]。然而,由于蜂蜜的主要成分为水、果糖、葡萄糖等物质,其质量分别约占蜂蜜质量的17%、38%、31%[2],同时,受到蜂蜜受采集的蜜源植物种类、蜜蜂群势强弱、蜜期时间长短、空气的温度和湿度,以及蜂蜜的贮藏方法等多种因素影响,均会造成蜂蜜中这些主要物质含量的变化。因此,仅仅通过检测其主要成分含量,并通过其含量的多少很难有效识别其掺入各种糖类、代糖类物质的掺假现象。