1. 研究目的与意义
乳制品是人们生活中不可或缺的营养品之一，常以鲜牛乳及其加工制品为主要原料，再经过杀菌处理之后，向其中加入适量的维生素、矿物质和其他辅料，可以根据个人的需求加工成不同状态不同口味的乳制品。由于加工的多样性，同时也导致了乳制品品种的多样性，乳制品通常包括液体乳（巴氏杀菌乳、灭菌乳、调制乳、发酵乳）；乳粉（全脂乳粉、脱脂乳粉、部分脱脂乳粉、调制乳粉、牛初乳粉）；其他乳品等，乳制品营养丰富，易于吸收，深受广大消费者的喜爱。
从《中国奶业年鉴》及相关文献报道，可以获知近年来我国乳制品产业规模已经得到了较大发展，2019年产量达到2719.4万吨，同比2018年增加32.3万吨，与此同时，我国乳制品进口量从2008年的38.7万吨增加到2019年的297.31万吨。为此，农业农村部副部长于康震在国务院政策例行吹风会上曾公开表示：我国出现了“卖奶难”与乳制品大量进口并存的“怪”现象，究其深层次原因涉及成本管控、质量安全多个方面。此外，乳制品行业近年来发生的质量安全事件不仅严重的损害了消费者的健康，更给我国乳制品行业的发展造成重创。频发的食品安全事件，凸显了我国食品安全问题的严重性，也引起了公众和国家层面的高度重视。2016年发布的《“健康中国2030”规划纲要》，中国共产党第十九次全国代表大会报告，《中共中央国务院关于深化改革加强食品安全工作的意见》(中发〔2019〕17号)等文件中，均明确提出“实施食品安全战略，让人民吃得放心”。为实现这一目标，需要不断完善食品质量安全监管控制手段，强化科技支撑体系。建立乳制品质量安全智能评价新方法，成为普通民众、生产企业、监管部门均热切关注的问题之一。
本文拟研究建立的基于统计特征融合的乳制品智能鉴别模型，是新时期人工智能理论应用于乳制品质量管理的迫切要求，将为我国乳制品智能化高效管理控制体系的建立提供技术支持。2. 研究内容和预期目标
研究内容：
研究基于拉曼光谱这一质量特性数据的乳制品质量要素信息归属分析，建立谱图特征提取策略与融合机制，运用支持向量机算法进行质量归属预测，构建乳制品智能质量鉴别复合模型。通过拉曼光谱测试获得乳制品不同质量状态条件下的样本信息，以所得谱图为质量特性数据输入，以移动窗口特征提取、谱峰筛选特征提取、交叉融合，进行支持向量机判别模型参数优化、识别效率优化研究。最终实现智能化的乳制品质量鉴别，建立优化模型。
拟解决的关键问题：
3. 国内外研究现状
为破解乳制品质量安全监管难题，监管部门制定并实施了多项乳制品产品标准、检测标准，如《食品安全国家标准 发酵乳》（GB 19302— 2010）、《食品安全国家标准灭菌乳》（GB 25190— 2010）、《食品安全国家标准巴氏杀菌乳》（GB 19645— 2010）等，规定了合格乳制品的原料要求、感官要求、理化指标、 污染物限量、真菌毒素限量、微生物限量和其他要求，以及与各项指标要求对应的常规检测方法。然而，现有方法也存在着一定的挑战性，主要表现在感官检验与品评者的身体、技能、经验密切相关，有一定的主观性；常规的仪器成分检测法定性、定量分析准确，但一般需要前处理步骤和专业技术人员，较为耗时耗力；部分假冒产品实为低端产品冒充质优产品，其指标可能符合国家标准的基本要求，造成高效识别困难。
智能学习算法可有效提高质量检测数据的综合利用效率、智能化判别水平，日益成为质量鉴别研究的重要趋势。Nieuwoudt等运用拉曼光谱结合偏最小二乘法实现了对乳制品中富含氮的化合物（三聚氰胺、尿素、硫酸铵、双氰胺）及蔗糖的定量分析，检测限分别达到了lt;200 mg/L (0.02%)和lt;0.8%，识别正确率达到100%，Liu等运用比色分析与表面增强拉曼散射进行了牛奶中三聚氰胺/三嗪的检测，检测限可达0.05 ppm，并且可以有效减少假阳性信号。Mendes等运用拉曼光谱结合红外光谱分析了乳制品中的脂肪分子，运用偏最小二乘法可有效监控牛乳质量变化情况，Jnior等运用拉曼光谱结合主成分分析法、偏最小二乘判别分析法（partial least squares-discriminant analysis，PLS-DA），实现了乳粉中掺麦芽糊精的快速判别。Xu等系统总结了近年来智能学习算法在乳制品真伪、掺假应用，揭示出质量表征数据处理的一般流程。
可见，基于智能学习算法的乳制品智能质量鉴别业已成为国际研究前沿热点问题。同时，我们也发现，现有相关研究主要立足于传统成分分析的智能化定量评价，在数据利用效率、质量判别准确性、数据解析水平、智能化水平等方面存在研究深度不足，迫切需要投入大气力，发展系统优化的人工智能鉴别新方法。4. 计划与进度安排
2022年11月进一步梳理分析相关文献资料，进行开题报告撰写
2022年12月 开展实验研究，收集实验数据，开展移动窗口、谱峰筛选特征提取分析，明晰质量要素，摸索模型算法，完成开题工作
5. 参考文献
[1]许秀丽,姚桂红,聂雪梅,崔东伟,张峰.中外国际比较乳及乳制品法规与标准检测指标差异性[J/OL].食品科学:1-17[2021-01-09].
[2]魏艳骄,朱晶.乳制品进口对中国不同规模奶牛养殖效率的影响[J].资源科学,2019,41(08):1475-1487.
[3]李媛,刘芳.我国乳制品行业发展现状及趋势分析[J].中国畜牧杂志,2019,55(04):144-147.
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