基于ATR模式THz光谱的蜂蜜真实性三维要素的研究

The methods that evaluate the honey authenticity are mostly used a single technology, taken a single index as standard, leading to misjudgment easily. The project will take honey as the research object, will serve attenuated total reflection terahertz spectroscopy as key technology, combined with photology and chemometric, getting over the problem of application of terahertz spectroscopy in the field of honey, integrating three-dimensional elements, hence, an innovative idea is proposed to evaluate the honey authenticity and to make evaluation more scientific and more accurate.. Firstly, we will excavate three-dimensional elements of genuine honey according to differences between genuine honey and adulteration in optical physics property, dielectric property and thermal property. Secondly, based on three-dimensional elements, it will be need to choose appropriate chemometric algorithms to achieve assessment index system of the authenticity of honey. Finally, the spectrogram data-base will be established taking advantage of different types of honey, sustaining real-time evaluation more diversiform and more elaborate and cloud computing.. This project with important affect provides a new idea for the detection of honey quality, brings in a new thought to a new way to explore the field of food and offers a new way to reduce the adulteration of honey.

现有评价蜂蜜真实性的检测方法多是通过某一个技术，以某个单一指标为基准，难免有时会误判。本项目以蜂蜜为研究对象，以衰减全反射太赫兹光谱技术为核心，结合光学理论和化学计量学知识，突破太赫兹技术在蜂蜜领域应用的难点，融合三维独立要素（光物性、介电性和热特性）信息，提出了评价蜂蜜真实性的创新思想，使得蜂蜜评价方法更科学、更准确。. 首先，挖掘真实蜂蜜的三维要素，根据太赫兹波的特性，通过太赫兹谱图进行分析，探析真实蜂蜜与非真实蜂蜜的在光物性、介电性和热特性上的差异。其次，依据三维要素，选用适宜的化学计量学算法，实现蜂蜜真实性分析评价。最后，利用不同类别的蜂蜜建立相应的真实蜂蜜太赫兹谱图库，为多元化、精细化评价蜂蜜实时提供数据支持，为云计算提供基础。. 本项目为蜂蜜质量检测提供了新的思想，为THz技术在食品领域的探索提供了新思路，为打击蜂蜜掺假提供了新的出路，具有重要意义。

本项目以蜂蜜为研究对象，以ATR模式的太赫兹时域光谱技术为核心，突破现有单一指标的蜂蜜评价技术，融合了不同真实性蜂蜜的多要素信息，构建了一种蜂蜜真实性的评价体系。本项目采用不同模式识别方法探讨了太赫兹时域光谱技术在蜂蜜品种鉴别中的应用潜力，荆条蜜和洋槐蜜的准确率均为100%，而枸杞蜜的准确率为87.5%；研究了不同真实性蜂蜜样品吸收系数等光物性指标以及不同真实性蜂蜜的THz吸收系数谱中的差异，提取不同特征建立SLR模型和MLR模型，比较了不同特征在蜂蜜真实性评价中的应用情况，发现采用吸收系数谱面积构建的SLR模型和MLR模型均比其他两种特征构建的模型更优；分析了不同真实性蜂蜜的复介电常数以及其在介电谱上的差异性，依据介电性定量检测了非真实蜂蜜中掺假物掺入量，发现基于复介电常数实部建立的PLS模型效果最好，预测精度最高，有着最大的Rp2（0.974）和最大的RPD（4.448）；综合了ATR模式THz光谱所解析的光物性、介电性等要素，以多源数据融合技术为方式，构建了蜂蜜真实性评价体系，基于数据级、特征级和决策级三级别对蜂蜜真实性进行了研究，通过SCARS方法筛选得到单一光学参数的特征频率，再融合形成特征级光学参数，构建的模型优于数据级融合模型和单一光学参数模型，具有较高的Rc2（0.994）和Rp2（0.984），较低的RMSEC（1.982）和RMSEP（3.240），最大的RPD值（5.68）；对蜂蜜太赫兹谱图数据库进行了需求分析，设计了蜂蜜太赫兹谱图数据库的整体框架，完成了蜂蜜太赫兹谱图数据库的搭建和测试工作。本项目为蜂蜜质量检测提供了新的思想，为THz技术在食品领域的探索提供了新思路，为打击蜂蜜掺假提供了新的出路，具有十分重要意义。