正交试验设计优化近红外检测牛乳中蛋白质的建模条件

利用二维相关光谱技术对不同蛋白质含量的光谱数据进行分析，明确蛋白质吸收的灵敏光谱区域；分别考察检测波段、预处理方法和建模方法3 个因素对模型预测结果的影响，在此基础上通过正交试验设计优化乳蛋白近红外检测的建模条件，以避免各因素间的交互作用。结果表明，检测波段、预处理方法和建模方法均对蛋白质模型的预测结果有较大影响，经过分析可知因素主次顺序为建模方法＞检测波段＞预处理方法，其中标准正态变量变换和多元散射校正（multiplicative scatter correction，MSC）能够消除牛乳自身散射作用的干扰，线性的建模方法如主成分回归（principal component regression，PCR）、偏最小二乘法等明显优于非线性的支持向量机建模方法，优化后的建模条件为检测波段1 800～2 300 nm、预处理方法MSC、建模方法PCR，此时蛋白质模型的决定系数（R2）和预测均方根误差分别为0.993、0.106，为后期乳蛋白质含量快速检测设备的开发提供技术支持