[00335180]基于红外光谱技术的易混毛皮快速定性方法的建立

一、项目来源 由浙江省质量技术监督局,浙质科函（2015）94号下达项目任务,项目名称为：基于红外光谱技术的易混毛皮快速定性方法的建立 计划编号：20160253。 项目实施期限：2016年04月到2018年5月。 二、课题背景及意义 我国拥有14目、52科、510种兽类,其中有90多种属于毛皮动物,是世界主要的野生毛皮生产国和出口国。近年来,毛皮材质纠纷和产品材质标识问题日益突出,如何方便、准确地鉴定毛皮种类一直是质检部门及广大消费者关注的焦点。目前毛皮材质鉴定没有标准可依,从世界各国的文献来看,对动物毛皮的种类鉴别,绝大部分不能通过仪器进行,多采用传统的感官检验方法,测试人员通过视觉、触觉等检查产品的特性,通过感官分析来识别其种类。该方法需要检验人员对各种毛皮的特征性进行深入了解,并具有丰富的实践经验。但是就算如此,在对易混毛皮进行材质鉴别时也极易出错。所以建立快速、准确鉴别动物毛皮种类的方法对于规范毛皮市场秩序显得尤为重要。 三、技术指标情况 本方法具有方便快速,对待测样品实现了无损检测,方法差错率≤5%,。本方法基于红外光谱对易混毛皮牛皮和马皮进行材质鉴别研究。对牛皮和马皮的肉面谱图进行了高斯分峰研究,得出方法正确率为100%;对牛皮和马皮的毛面谱图进行了主成分分析和多类判别分析结合研究,得出了方法正确率为100%,满足了合同规定差错率≤5%,特征图谱匹配率≥96%的要求。项目研究方法方便快速,对待测样品可实现无损检测。 四、技术创新 1、基于origin软件,将高斯分峰拟合引入到毛皮红外谱图分析处理中,建立了鉴定模型,模型验证正确率100%。 2、基于spss软件,将主因子分析和多类判别联用来分析处理毛皮红外谱图,成功建立了判别模型和分类模型,且模型验证正确率为100%。 3、项目研究方法实现了毛皮易混样品的无损检测,具有较强的实用性,易于普及和推广,填补行业空白。 五、研究内容 本项目研究了利用红外光谱技术快速定性区分易混毛皮的方法,借助扫描电镜观察毛皮毛纤维鳞片破坏程度及是否存在杂质,进行适当的预处理从而制备符合红外测试要求的样品。然后,运用红外光谱的ATR检测技术观测易混毛皮,形成红外特征谱图,分析了牛毛皮和马毛皮肉面和毛面红外光谱图,发现两者谱图特征相似度较高,只不过特征峰强度略有差别,仅仅通过肉眼对比两者谱图的差异来进行牛毛皮和马毛皮的材质鉴别,不具有实际意义。项目运用两种的红外谱图处理方法均取得了良好的结果。 （1）高斯分峰法。牛毛皮和马毛皮的红外光谱图特征相似,基于origin化学软件采用高斯分峰拟合的谱图后处理方法建立二维散点模型,并进行验证实验,模型验证准确率为100%。 （2）主成分分析结合多类判别法。成功建立了牛毛皮和马毛皮材质鉴别模型,所建立的典型判别函数回代正确率为100%,样品验证正确率为100%,所建立的分类函数聚类图聚类效果优秀。 六、社会经济效益,存在问题 本项目利用红外光谱结合化学分析软件,对牛毛皮和马毛皮的光谱图进行一系列后处理后,建立鉴定模型,模型验证率均达到100%。在本研究条件下能够较好的对牛毛皮和马毛皮进行分析鉴定。为快速、准确、无损的对牛毛皮和马毛皮进行物种鉴别提供了一种方法,具有较强的实用性,为其他动物毛皮的材质鉴别提供了一种新的思路和方向。现该方法在嘉兴市皮毛和制鞋工业研究所测试中心内部辅助完成马毛皮和牛毛皮的分类鉴定。但存在的问题是要想进一步扩大推广的范围,需要将本项目的研究成果形成标准,这一难题就是接下来项目组的奋斗目标。 七、成果 ① 张红,赵国徽,弓太生,等. 基于红外光谱技术的易混毛皮快速定性方法的建立[J]. 皮革科学与工程,2018（3）：53-66。 ② 张红,弓太生,赵国徽,等. 基于红外光谱主成分分析的易混毛皮的鉴别研究[J]. 中国皮革,2019（3）:47-52。 ③ 嘉兴市皮毛和制鞋工业研究所,一种主成分分析和多类判别联用鉴别易混毛皮的方法[P].中国专利：201810860080 .6 ④ 形成非标方法1项（PYS/FB NG01-2018马毛皮和牛毛皮 材质鉴别）。