食品科学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (10): 354-367.doi: 10.7506/spkx1002-6630-20251204-029
李名伟,李骁,刘通,王文君,陈玉龙,周龙,夏晓蒙
LI Mingwei, LI Xiao, LIU Tong, WANG Wenjun, CHEN Yulong, ZHOU Long, XIA Xiaomeng
摘要: 为解决实际生产中生姜腐败等级检测困难,以及检测模型在多品种场景下泛化能力不足的双重难题,本研究提出一种基于电子鼻技术和集成学习Boosting算法改进反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)的多品种生姜腐败等级检测方法。为实现对多品种生姜腐败等级的普适性检测,分别以安丘嫩芽姜、山东大姜、四川嫩芽姜和云南小黄姜为研究对象,采集各品种不同腐败阶段产生的特征挥发性气体。基于所采集的传感器数据,提取基线值、响应幅值、一阶导数最大值、第10秒瞬态值、方差和上升时间6 种特征建立特征空间。采用随机森林(random forest,RF)、梯度提升决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)和BPNN算法建立生姜腐败等级检测模型。结果表明,BPNN模型与四川嫩芽姜结合的腐败检测准确率最好,可达96.70%。鉴于其性能尚有提升空间,使用Boosting和Bagging算法对BPNN进行优化,得到性能最优的Boosting-BPNN模型,与云南小黄姜结合检测准确率高达98.80%。进一步使用其余生姜品种对该模型进行多品种验证,结果表明所有品种准确率均在90%以上。本研究表明Boosting-BPNN模型可以实现对多品种生姜腐败的低成本、高效检测,对后续针对电子鼻与生姜的研究具有现实意义。
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