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近红外在禽类羽绒羽毛种类鉴别的应用——种类鉴别

发布时间:2019-12-29   点击次数:1071次

摘要:利用近红外对羽绒羽毛样品的种类进行判别进行实验 测试,结果表明对1653份样品进行种类判别,1630个 样品的种类被准确判别,仅23个样品误判,判别准确 率98.6%,说明近红外可以有效的进行羽绒羽毛种类 判别。

我国是羽绒资源极其丰富的国家,是世界上大的羽 绒及制品的生产国和出口国,出口贸易额占据了世界 羽绒市场的70%以上,出口国家主要是美国、日本、 俄罗斯和东欧等,在市场中具有举足轻重的地 位。目前,我国市场上羽绒羽毛产品繁多,但主要是 鹅羽绒羽毛和鸭羽绒羽毛两大类。 

传统的检测鉴别方法,即《GB/T 10288-2003 羽绒羽 毛检验方法》,采用投影观察法,根据棱节的形状、 大小、棱节间的间距及分布情况等特点对鹅、鸭毛绒 种类进行鉴别。该方法要求检验人员具有丰富的经 验,在检验过程中大量主观因素可能对检验结果造成 影响。

近红外光谱作为一种快速、无损的鉴别方法,在石油 化工、农业、食品、医药等领域得到广泛应用。目前 大量关于将近红外应用于植物产地、品种、质量等方 面的鉴别研究的文献被报道。利用近红外鉴别技术, 可以有效的避免传统方法受主观因素影响的缺陷。保 证鉴别结果更加稳定,安全,快速,无损。

 

实验部分:1、实验材料 实验所需的大量样品由河北省保定市安新县博奥羽 绒制品有限公司提供,按种类分为鹅、鸭、鸡、鸽4 种,按颜色分为灰白2种,按品种分为鹅毛、鹅绒、 鸭毛、鸭绒、鸡毛、鸡绒、鸽毛7种。采集样品共计 1653份,其中白鹅毛154份、灰鹅毛193份、白鹅绒 213份、灰鹅绒182份、白鸭毛144份、灰鸭毛175 份、白鸭绒284份、灰鸭绒188份、白鸡毛40份、白 鸡绒40份、鸽毛40份。此外,为确保样品成分的准确 性,均抽取部分小样送河北出入境检验检疫局检验检 疫技术中心保定分中心按照GB/T 10288-2003 《羽绒 羽毛检验方法》进行确认,均验证无误。

2、仪器及检测方法 实验使用 Thermofisher 公司Antaris II 傅里叶近红外光谱仪

3、结果与讨论 利用仪器对羽绒羽毛进行原始光谱光谱采集,光谱图 如下所示(左为原始光谱,右为一阶导数谱):

根据主成分空间分布图,对所有种类羽绒羽毛进行分 析,鸽子毛为粉色部分,鸡毛为蓝色部分,鸡绒为绿 色部分,鸭、鹅绒毛光谱相对集中,说明鹅、鸭绒毛 与其他种类的羽绒存在较大差异。通过这种方法可以 有效对异种绒毛进行判断。 通过“马氏距离”对判别1651个样品进行判别,结 果表明,2个样品判别错误,1649个样品判别结果准 确,2个错误结果均为鸭鹅绒毛误判为鸡绒或鸽毛。 说明通过近红外可以有效的将异种杂毛从鸭、鹅羽绒 羽毛中剔除。

 

3.2鸭、鹅种类判别 单独对鸭鹅光谱进行分析,其中成分空间分布如下所 示: 通过二维主成分空间分布即可将鹅绒毛、鸭绒毛进行 明显的区分。由图3可见,鹅类的绒毛样品主成分空 间分布位于下部偏右侧,鸭类的绒毛样品主成分空间 分布位于上部偏左侧。可以通过一条直线可将两类样 品的主成分进行有效区分。在1533份鹅、鸭绒毛样品中,约有14份样品的主成分 空间分布异常,小于鹅、鸭绒毛总样品量的1%。 使用“马氏距离”判别,结果表示在1533个样品 中,21个样品判断出现错误,1512个样品判别结果准 确,鹅类样品被误判为鸭类的共13个,鸭类样品被误 判为鹅类的共8个。

 

4、实验总结: 本次实验证明通过近红外方法对禽类羽绒羽毛的种类 进行识别是完全可行的。近红外是一种以样品综合品 质为依据进行检验判别的分析方法,相较于传统的判 别方法,近红外是一种快速高效,十分经济,无浪 费,无污染的识别方法。

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