一种香原料特征蒙版数据库构建及香精原料识别方法与流程

：本发明属于香精香料成分分析研究领域，涉及建立一种香原料特征蒙版数据库构建及香精原料识别方法。

背景技术

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背景技术：

1、随着食品、日化、烟草等工业的快速发展，香精作为其中重要的添加剂，可起到增加和弥补香味、提升产品质量和提高消费者的认可度起到至关重要的作用，正逐步成为国民经济中不可缺少的原料。香精是由多种香原料、一定的溶剂和其他添加剂按一定的比例和工艺，经人工调配而成的具有一定香型的香原料混合物，其中的香原料包含多种精油和树脂等植物提取物，使得香精的成分非常复杂且分析困难。目前，天然原料在调香中的应用非常普遍，但由于香原料自身成分复杂，使得对香精成分的分析，特别是添加了多种香原料的香精成分的解析显得尤为困难。传统的香精成分分析方法是依靠调香师通过嗅闻的方法进行判别，由于受主观意识、环境和个体差异等因素的影响判别结果不够客观，因此，在对准确快速分析香精的组成成分造成了一定的困难。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于提供一种香原料特征蒙版数据库构建及香精原料识别方法，为分析香精的组成成分提供一种方便快捷的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一方面，本技术提供一种香原料特征蒙版数据库构建方法，包括：分别对不同的香原料进行气相色谱-离子迁移谱gc-ims联用分析，得到不同的香原料的gc-ims二维谱图；分别对不同的香原料的gc-ims二维谱图进行预处理以及特征提取，得到不同的香原料特征蒙版；根据不同的香原料特征蒙版，建立香原料特征蒙版数据库。

4、在一种可能的实现方式中，分别对不同的香原料进行gc-ims联用分析，包括：分别对不同的香原料加入内标物，并进行gc-ims联用分析，得到包含内标物特征的不同的香原料的gc-ims二维谱图。

5、在一种可能的实现方式中，分别对不同的香原料的gc-ims二维谱图进行预处理，包括：基于不同的香原料的gc-ims二维谱图中的内标物特征，对不同的香原料的gc-ims二维谱图进行ims迁移时间对齐、保留时间的对齐、基线校正并截取设定迁移时间和保留时间的范围内的gc-ims二维谱图；并对截取的gc-ims二维谱图进行去除噪点和图像灰度化处理。

6、在一种可能的实现方式中，对经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图进行特征提取，包括：对经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图进行阈值二值化处理，将经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图上像素值低于第一阈值的点的像素值设置为0，经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图上像素值大于或等于第一阈值的点的像素值设置为1。

7、在一种可能的实现方式中，根据不同的香原料特征蒙版，建立香原料特征蒙版数据库，包括：将经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图上像素值大于或等于第一阈值的区域作为特征峰，每个特征峰对应一种挥发性成分；根据香原料的名称、特征峰信息和香原料特征蒙版，建立香原料特征蒙版数据库。

8、另一方面，本技术提供一种香精原料识别方法，包括：

9、获取香原料特征蒙版数据库；香原料特征蒙版数据库存储有若干个香原料特征蒙版；每个香原料特征蒙版，是对一种香原料进行gc-ims联用分析得到的香原料的gc-ims二维谱图进行预处理以及特征提取得到的；

10、获取待分析谱图；该待分析谱图，是对待分析的香精进行gc-ims联用分析得到的待分析的香精的gc-ims二维谱图进行预处理得到的；

11、将待分析谱图与香原料特征蒙版数据库中的香原料特征蒙版进行比较，识别出待分析的香精中的香原料；其中，将待分析谱图与香原料特征蒙版数据库中的第一香原料特征蒙版进行比较，包括：

12、将待分析谱图与第一香原料特征蒙版进行蒙版运算，得到蒙版运算结果；

13、对蒙版运算结果进行特征提取，得到待分析的香精的特征蒙版；

14、将待分析的香精的特征蒙版与第一香原料特征蒙版进行匹配，若匹配度大于或等于第二阈值，则判定待分析的香精中含有第一香原料。

15、在一种可能的实现方式中，获取香原料特征蒙版数据库，包括：分别对不同的香原料进行gc-ims联用分析，得到不同的香原料的gc-ims二维谱图；分别对不同的香原料的gc-ims二维谱图进行预处理以及特征提取，得到不同的香原料特征蒙版；根据不同的香原料特征蒙版，建立香原料特征蒙版数据库。

16、在一种可能的实现方式中，分别对不同的香原料进行gc-ims联用分析，包括：分别对不同的香原料加入内标物，并进行gc-ims联用分析，得到包含内标物特征的不同的香原料的gc-ims二维谱图。

17、在一种可能的实现方式中，对待分析的香精进行gc-ims联用分析，包括：对加入内标物的待分析的香精进行gc-ims二维联用分析，得到包含内标物特征的待分析的香精的gc-ims二维谱图。

18、在一种可能的实现方式中，对gc-ims二维谱图进行预处理，包括：

19、基于不同的香原料的gc-ims二维谱图及待分析的香精的gc-ims二维谱图中的内标物特征，对不同的香原料的gc-ims二维谱图和待分析的香精的gc-ims二维谱图进行ims迁移时间对齐、保留时间的对齐、基线校正并截取设定迁移时间和保留时间的范围内的gc-ims二维谱图；并对截取的gc-ims二维谱图进行去除噪点和图像灰度化处理。

20、在一种可能的实现方式中，对经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图进行特征提取，包括：

21、对经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图进行阈值二值化处理，将经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图上像素值低于第一阈值的点的像素值设置为0，将经预处理后的香原料的gc-ims二维谱图上像素值大于或等于第一阈值的点的像素值设置为1；

22、对蒙版运算结果进行特征提取，包括：对蒙版运算结果阈值二值化处理，将蒙版运算结果上像素值低于第一阈值的点的像素值设置为0，将蒙版运算结果上像素值大于或等于第一阈值的点的像素值设置为1。

23、在一种可能的实现方式中，方法还包括：

24、根据加入香原料中的内标物含量，以及香原料的gc-ims二维谱图中内标物对应的特征峰与其他特征峰的对比，对香原料中的各个特征峰对应的挥发性成分进行定量分析，得到香原料中的各个特征峰对应的挥发性成分的定量结果；

25、识别出待分析的香精中含有的香原料后，根据各种香原料中的各个特征峰对应的挥发性成分的定量结果，采用线性插值的方法计算待分析的香精中含有的各种香原料的含量。

26、本发明与现有技术相比具有如下优点：

27、本发明方案通过将香原料gc-ims二维谱图的香原料特征蒙版建立数据库，用于对香精谱图的香原料特征蒙版与数据库中的香原料特征蒙版进行比较和识别。本技术上述技术方案在进行香原料特征蒙版计算以及香原料特征蒙版与数据库中的香原料特征蒙版进行匹配计算时，仅需要进行0、1运算，计算简单，运算量小，能够快速有效的分析出香精的组成香原料

技术特征：

1.一种香原料特征蒙版数据库构建方法，其特征在于，包括：分别对不同的香原料进行气相色谱-离子迁移谱gc-ims联用分析，得到不同的香原料的gc-ims二维谱图；分别对不同的香原料的gc-ims二维谱图进行预处理以及特征提取，得到不同的香原料特征蒙版；根据不同的香原料特征蒙版，建立香原料特征蒙版数据库。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对不同的香原料进行gc-ims联用分析，包括：分别对不同的香原料加入内标物，并进行gc-ims联用分析，得到包含内标物特征的不同的香原料的gc-ims二维谱图。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，分别对不同的香原料的gc-ims二维谱图进行预处理，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对经所述预处理后的香原料的gc-ims二维谱图进行特征提取，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据不同的香原料特征蒙版，建立香原料特征蒙版数据库，包括：

6.一种香精原料识别方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对一种香原料进行gc-ims联用分析，包括：对香原料加入内标物，并进行gc-ims联用分析，得到包含内标物特征的香原料的gc-ims二维谱图；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对gc-ims二维谱图进行预处理，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对经所述预处理后的香原料的gc-ims二维谱图进行特征提取，包括：对经所述预处理后的香原料的gc-ims二维谱图进行阈值二值化处理，将经所述预处理后的香原料的gc-ims二维谱图上像素值低于第一阈值的点的像素值设置为0，将经所述预处理后的香原料的gc-ims二维谱图上像素值大于或等于第一阈值的点的像素值设置为1；

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本申请公开了一种香原料特征蒙版数据库构建及香精原料识别方法。香原料特征蒙版数据库存储有若干个香原料特征蒙版；每个香原料特征蒙版，是对一种香原料进行GC‑IMS联用分析得到的GC‑IMS二维谱图进行预处理以及特征提取得到的。将待分析谱图与香原料特征蒙版数据库中的香原料特征蒙版进行蒙版运算，提取相应特征并与香原料特征蒙版进行匹配，若匹配度大于或等于设定阈值，则判定待分析的香精中含有该香原料。本申请能够快速有效的分析出香精的组成香原料。

技术研发人员：庹苏行,孔波,蔡佳校,卢红兵,杜欢哲,赵子昱,孟丹丹,李紫枫,杨程,陈康明
受保护的技术使用者：湖南中烟工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23