基于ICP-MS和机器学习的速食面识别研究
2021-07-20吕铷麟何洪源贾镇王书樾何伟文
吕铷麟,何洪源,贾镇,王书樾,何伟文
(中国人民公安大学 侦查学院,北京 100083)
速食面是一种烹制方便、省时的深加工食品,由于其原材料、加工方式和生产设备的不同,微量元素的含量常常具有显著差异[1]。根据速食面中微量元素指纹快速识别品牌,可以对速食品质量监管带来很大的便利。
常见的食品微量元素检测方法有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[2-5]。其中ICP-MS检测限低,是目前食品微量元素分析中最常用的检测方法[6-7]。本研究使用ICP-MS检测16种品牌速食面中的5种微量元素,使用3种降维方法对结果进行可视化分析,对比了5种机器学习算法的分类识别准确率,为速食面品牌识别提供了可行性方法。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
浓硝酸(68%)、双氧水(30%)均为UPS级;高纯氦He(≥99.999%);高纯氩Ar(≥99.999%); ICP-MS混合内标储备液、ICP-MS多元素混合标准品均为安捷伦科技有限公司。
7800型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS);DKQ-1800 智能控温电加热器;Synergy超纯水系统。
1.2 速食面样品采集和前处理
购买市面上常见品牌的速食面16种,品牌和对应编号见表1。

表1 速食面品牌信息Table 1 Instant noodle brand information
主要原料为小麦。准确称取每种品牌的速食面0.2 g,碾碎后置于50 mL离心管中,加入4 mL 68%硝酸和1 mL 30%过氧化氢[8],置于电加热器中80 ℃恒温消解2 h,后冷却至室温。每种品牌的检材采集7份,其中6份用于可视化分析和训练集样本,1份用作测试集样本。每份样品平行测定3次。
1.3 标准溶液配制
使用超纯水将10 μg/mL Cr、Mn、As、Cd、Pb多元素混合标准品逐级稀释至0,0.1,0.5,2,5,10,50,100 ng/mL的标准使用液。……
