張雯汐,尚宇瀚,孟憲雙,胡 琪,白 樺,馬 強*
(1. 中國檢驗檢疫科學(xué)研究院,北京 100176;2. 陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院,陜西 西安 710048;3. 大連理工大學(xué) 化工學(xué)院,遼寧 大連 116024)
消費品是消費者為生活消費需要購買、使用的產(chǎn)品。當(dāng)前,我國已成為全球消費品生產(chǎn)、消費和貿(mào)易大國,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人民群眾的消費需求日益增長,消費水平呈逐年升高的趨勢,消費對經(jīng)濟增長的基礎(chǔ)作用明顯增強。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)分析,2020年我國社會消費品零售總額在國內(nèi)消費穩(wěn)步復(fù)蘇的背景下達(dá)到39.2萬億元,雖比上年略有下降,但消費仍是經(jīng)濟穩(wěn)定運行的“壓艙石”。
消費品質(zhì)量品質(zhì)的優(yōu)劣直接關(guān)乎消費者的身體健康和合法權(quán)益,同時也是政府監(jiān)管部門規(guī)范和整頓市場秩序的要義所在。當(dāng)前,隨著科技的發(fā)展和制造業(yè)水平的進步,新材料和新工藝不斷涌現(xiàn)。技術(shù)工藝進步在造福消費者的同時也帶來某些負(fù)面效應(yīng),以假充真、以次充好等行為已成為社會公眾高度關(guān)注的熱點問題。例如,某些廠商通過使用透氣性和舒適性較差、價值相對較低的人工合成革冒充天然皮革制作皮具[1-2],使用價格低廉的山羊毛冒充山羊絨制作紡織品[3],使用外觀相似、功效較差、成本更低的貝殼粉和牡蠣殼粉摻雜或代替珍珠粉[4]。這些不法行為不僅損害消費者的正當(dāng)權(quán)益,還會破壞市場經(jīng)濟秩序,將對整個消費品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成不利影響。
為提升消費品質(zhì)量水平,滿足市場對高品質(zhì)消費品的消費需求,夯實消費品產(chǎn)業(yè)發(fā)展根基,除企業(yè)應(yīng)做好源頭控制外,相關(guān)科研和檢測機構(gòu)需要建立準(zhǔn)確可靠的消費品真實性檢測方法。為獲得可靠的判斷結(jié)果,可綜合運用多種分析技術(shù)用于消費品真實性檢測,以便從不同維度獲取關(guān)鍵信息。這些技術(shù)各具優(yōu)勢,也存在一定的局限性。本文綜述了近年來消費品真實性檢測的相關(guān)研究工作,旨在為消費品的真實性檢測和品質(zhì)鑒別提供有益指導(dǎo)和技術(shù)參考。
感官檢驗法是借助人的感覺器官功能和實踐經(jīng)驗來評價產(chǎn)品質(zhì)量的一種方法,通常以眼、鼻、耳、舌、手等感覺器官作為工具進行視覺、嗅覺、聽覺、味覺、觸覺檢測,結(jié)合實踐經(jīng)驗對產(chǎn)品外形、外觀、色澤、氣味、滋味、彈性、硬度和光滑度等質(zhì)量情況,以及品種、規(guī)格及性能等指標(biāo)進行檢測。感官檢驗法以簡便易行、不受條件限制、成本低等特點在消費品真?zhèn)舞b別中有著廣泛應(yīng)用。例如,人們常通過紡織品的外觀、質(zhì)地等特性進行分辨和真實性判斷,如棉纖維天然卷曲,細(xì)而短、彈性差、手感柔軟、光澤暗淡;羊毛纖維彈性好、卷曲狀、手感溫暖,較棉粗而長,手感滑爽且揉搓不易折皺;蠶絲長度在天然纖維中最細(xì)長、強力大、柔軟、富有光澤、手感冷涼;麻纖維較粗、呈多片狀、強力大,缺乏彈性和光澤,手感涼且粗硬;合成纖維強力大、彈性好、手感光滑但不夠柔軟。對于玉石制品的真實性檢測,作為普通消費者可從看結(jié)構(gòu)、聽聲音、掂重量、試硬度等物理指標(biāo)方面做出大致判斷,而翡翠可從外觀、表面結(jié)構(gòu)和聲音等方面進行大致區(qū)分。如要對玉石的真?zhèn)魏唾|(zhì)地好壞做出準(zhǔn)確判斷,還需通過實驗室分析技術(shù)。對天然皮革和人工革的感官檢驗通常從皮革的花紋、毛孔等方面鑒別,天然皮革表面有規(guī)則花紋和毛孔、滑爽、柔軟且有彈性,反面有動物纖維,側(cè)斷面層次明顯可辨;而人工革表面一般較澀、柔軟性差,反面可見編織物或無紡布等,花紋不明顯。通過折疊方式和嗅覺也可對天然皮革和人工革進行區(qū)分。
顯微鑒別是一種常用的鑒定手段,通過微觀結(jié)構(gòu)來識別物品的固有特征。近年來,顯微鑒別技術(shù)取得了長足發(fā)展,現(xiàn)廣泛應(yīng)用于考古、藥材鑒定、瓷器鑒別等領(lǐng)域。在消費品真實性檢測方面,顯微鑒別技術(shù)也多有涉及。如李曉龍等[5]利用各種天然皮革中膠原蛋白纖維束形態(tài)特征的不同,在光學(xué)顯微鏡下觀測皮革撕裂口處的膠原蛋白纖維束長度、粗細(xì)程度及膠原纖維分散程度等顯微特征,通過比對標(biāo)準(zhǔn)皮革樣品,圖庫數(shù)據(jù)進行牛皮、豬皮、山羊皮材質(zhì)的鑒別。圖1 為豬、牛、山羊剖層皮革放大100倍后裂口纖維束的顯微圖像。林朝川[6]采用光學(xué)顯微鏡分別觀察了澳大利亞綿羊毛、河北土種綿羊毛、絲光防縮綿羊毛、拉細(xì)綿羊毛、內(nèi)蒙古典型形態(tài)山羊絨和內(nèi)蒙古變異形態(tài)山羊絨的微觀結(jié)構(gòu),根據(jù)毛纖維的顯微鏡縱面形態(tài)特征對上述綿羊毛和山羊絨進行了定性鑒別。周琪[7]依據(jù)羊絨、紫羊絨、綿羊毛、牦牛絨、駱駝毛纖維的鱗片形態(tài)、結(jié)構(gòu)和分布在掃描電鏡下的顯微特征對上述天然毛纖維進行了定性鑒別。上述方法簡單易行,在日常檢測過程中可行性較高,但其鑒別主要依托于技術(shù)人員的經(jīng)驗積累,有較強的測試主觀性,需對毛絨纖維進行反復(fù)觀察和總結(jié),也有研究針對山羊和綿羊的纖維提出了一種基于殘差網(wǎng)絡(luò)的識別方法[8],實驗首先采集了6種不同類型的山羊和綿羊纖維的光學(xué)纖維圖像,對圖像進行數(shù)據(jù)擴充,然后利用樣本圖像訓(xùn)練和測試了幾種經(jīng)典的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。結(jié)果表明,該實驗提出的18個權(quán)重層的殘差網(wǎng)模型精度最高,測試集總體精度在97.1%以上。對澳大利亞美利奴羊毛和蒙古棕色羊絨的精度最高,均在98%以上;而對中國白羊絨的準(zhǔn)確率最低,在95%以上。訓(xùn)練后的模型具有較快的檢測速度,在20 s內(nèi)可處理6 000張樣本圖像。
圖1 剖層皮革裂口纖維束的顯微圖像(100倍)[5]Fig.1 Microscopic images of collagen bundle appeared on the split of leather(100×)[5]
理化檢驗是指借助物理或化學(xué)方法,使用特定測量工具進行的檢驗,與感官檢驗均屬于質(zhì)量檢驗的方式之一。如對產(chǎn)品的溶解度、沸點、熔點、吸水、酸堿度、燃燒等性能方面進行的測試均屬于理化檢驗。有研究人員利用天然皮革和人工革之間的吸水、燃燒和溶解性能差異進行了快速區(qū)分[9],如未經(jīng)涂飾加工的天然皮革親水性較強,而人工革的親水性較差;在溶解性方面,天然皮革由于膠原纖維的存在能溶于10%氫氧化鈉溶液,而人工革由于含尼龍和聚酯等纖維,不能溶于上述堿溶液中;在燃燒方面,根據(jù)天然皮革無火焰,而人工革釋放刺鼻塑料味等特點可進行區(qū)分。
光譜分析法是消費品真實性檢測中較常用的分析方法。該類方法通過分析待測物表面,獲得其化學(xué)組成相關(guān)信息,在對消費品樣品的非破壞性分析中具有優(yōu)勢。
1.4.1 紅外光譜法待測物分子選擇性吸收特定波長的紅外線,引起分子中振動能級和轉(zhuǎn)動能級的躍遷,對紅外線的透射、反射或吸收情況進行檢測,即可得到紅外光譜(Infrared spectroscopy,IR)。分子中不同化學(xué)鍵或官能團的吸收頻率不同,因此,在紅外光譜上的位置也會不同,由此可獲得未知化合物的分子結(jié)構(gòu)信息。目前,紅外光譜法在消費品真實性檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用較為廣泛。國家標(biāo)準(zhǔn)中以織物為基材,以聚氯乙烯、聚氨酯為涂層主要材料的人工革(包括人造革和合成革)的材質(zhì)鑒別方法正是基于紅外光譜法建立[10]。陳磊等[11]結(jié)合紅外光譜和光學(xué)顯微鏡建立了皮革材質(zhì)的鑒別方法,構(gòu)建了包含約100 張譜圖的標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜庫,通過皮革樣品譜圖與譜庫比對分析,并采用超景深光學(xué)顯微鏡觀察樣品的粒面和截面,進一步確定樣品材質(zhì),結(jié)果表明紅外光譜圖的譜庫對比分析可初步鑒別樣品的纖維類別,顯微鑒別則可對樣品是否為天然皮革進行驗證。于宏偉等[12]采用變溫傅里葉變換衰減全反射紅外光譜法分別測定了羊毛和羊絨的紅外一維光譜、紅外二階導(dǎo)數(shù)光譜和二維相關(guān)同步紅外光譜,發(fā)現(xiàn)羊毛和羊絨同時存在反對稱伸縮振動等振動形式,同時發(fā)現(xiàn)在2 800~3 000 cm-1、1 100~1 700 cm-1和1 000~1 100 cm-1區(qū)間內(nèi),傳統(tǒng)的紅外一維光譜法和紅外二階導(dǎo)數(shù)光譜法不能有效區(qū)分羊毛和羊絨,而采用二維相關(guān)同步紅外光譜法,在2 800~3 000 cm-1和1 000~1 100 cm-1范圍內(nèi)可清晰區(qū)分羊毛纖維和羊絨纖維。Poli等[13]借助中紅外光纖反射光譜分析了4種常見木材飾面材料,包括2種歷史上廣泛使用的木材飾面(蜂蠟和蟲膠)以及2 種現(xiàn)代木材飾面(氫化烴樹脂和微晶蠟),通過比較采集的反射光譜與透射光譜,可以觀察到對應(yīng)不同修飾材料的“標(biāo)記”帶,從而實現(xiàn)了對帶有不同飾面的梨木樣品的區(qū)分。林先凱等[14]采用衰減全反射附件直接采集豬皮、牛皮和羊皮的紅外光譜圖,分析皮革氨基酸結(jié)構(gòu)中主要基團的紅外吸收峰特點和位置,采用主成分回歸方法建立相應(yīng)判別模型,3 類皮革組分的模型預(yù)測相關(guān)系數(shù)為0.965~0.990,均方差均不大于0.122,預(yù)測均方差均不大于0.213,模型具有良好的穩(wěn)定性。利用檢測集樣品對模型驗證,依據(jù)各組分的預(yù)測值可快速對3 種天然皮革進行識別。鑒于市售桶裝水的水桶存在用聚對苯二甲酸乙二醇酯材質(zhì)冒充聚碳酸酯材質(zhì)的現(xiàn)象,曹東麗等[15]采用傅里葉紅外光譜壓片法比對分析了這2 種材質(zhì)的紅外光譜特征,明確各自主要特征峰,并對照標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖,實現(xiàn)了這2種材質(zhì)水桶的快速識別。另外,研究人員也采用紅外光譜法對不同類型的塑料制品,如仿瓷餐具、塑料下水管、密封圈等進行了真實性檢測,在所得紅外譜圖中可清晰地觀測到對應(yīng)高分子單體的特征振動峰,并借此對不同類型的塑料材質(zhì)進行區(qū)分。
1.4.2 拉曼光譜法拉曼光譜(Raman spectroscopy)與紅外光譜類似,也是一種分子振動光譜。拉曼光譜法通過對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以獲得分子振動和轉(zhuǎn)動方面信息用于分子結(jié)構(gòu)研究,是一種分辨率高、適用范圍廣的分析手段。拉曼光譜法以其信息豐富、制樣簡單、水干擾小等獨特優(yōu)點,在化學(xué)、物理和高分子材料等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。張慧敏等[16]利用顯微拉曼光譜法對16種不同品牌、不同類型的網(wǎng)購化妝品,如化妝水、保濕乳、眼影等進行快速鑒別和分析,并結(jié)合相關(guān)軟件對蘆薈膠進行了快速鑒定。雷蕾等[17]采用紅外光譜法和拉曼光譜法,分別結(jié)合主成分分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立判別模型,對緬甸、俄羅斯、危地馬拉3 個產(chǎn)地的55 個翡翠樣品進行分析,實現(xiàn)了翡翠產(chǎn)地的快速鑒別。
1.4.3 太赫茲光譜法太赫茲波對應(yīng)的波長范圍為0.01~1 mm,在電磁波譜中位于紅外和微波之間。太赫茲波以其高透射性、低能量、瞬態(tài)性、指紋光譜等特點,在各種檢測領(lǐng)域中展示了較好的應(yīng)用潛力。龍莎等[18]利用太赫茲時域光譜法對真皮和人造革進行了測定,結(jié)果表明通過測定皮革樣品的太赫茲吸收系數(shù)及折射率,可高效準(zhǔn)確地區(qū)分不同類型的天然皮革和人造革,為皮革的真?zhèn)舞b別提供了新的技術(shù)手段。
1.4.4 X 射線光譜法X 射線熒光光譜(X-ray fluorescence spectroscopy,XRF)是一種快速、簡便、無損的樣品分析方法,該方法以一次X 射線激發(fā)待測樣品,并測量不同元素的特征二次X 射線的波長、能量和強度,從而對各種元素進行定性定量分析。近年來,有許多研究者利用X 射線熒光光譜研究消費品的真?zhèn)舞b別。劉江暉等[19]建立了一種基于能量散射X 射線熒光光譜鑒別粉類化妝品真?zhèn)渭捌焚|(zhì)的方法,測量了58個真品樣品以建立化妝品真品的三維標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜庫,通過比較未知樣品指紋圖譜與標(biāo)準(zhǔn)圖譜的相似度閾值鑒別化妝品的真?zhèn)?,根?jù)不同化妝品中元素指紋圖譜的差異性,可快速鑒別不同品牌及產(chǎn)地的粉類化妝品。邵尚坤等[20]建立了一種基于X 透射成像和熒光雙模式的檢測系統(tǒng),可在不破壞樣品的情況下實現(xiàn)珍珠的真?zhèn)舞b別及不同種類、產(chǎn)地的分辨。該方法先將測厚系統(tǒng)引入X 射線投射系統(tǒng),修正樣品厚度計算出X 射線在物質(zhì)中的衰減系數(shù),并與建立的衰減系數(shù)閾值數(shù)據(jù)庫進行對比來鑒別珍珠的真?zhèn)?,由于不同產(chǎn)地珍珠的衰減系數(shù)相似但元素含量存在差異,通過X 射線熒光光譜法測量不同產(chǎn)地珍珠的熒光強度比,根據(jù)測量值和閾值的對比可區(qū)分珍珠的產(chǎn)地。盡管X 射線熒光光譜技術(shù)分析速度快、周期短、范圍廣、精度高,但在定量分析時需要標(biāo)樣,對一些輕元素的靈敏度不高,同時易受到元素干擾和疊加峰的影響,在消費品分析鑒別中存在一定弊端。
X 射線衍射光譜(X-ray diffraction spectroscopy,XRD)是一種應(yīng)用廣泛的物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)分析方法。該方法使用單色X 射線入射待測物,通過測量X 射線經(jīng)晶格衍射后的空間分布和強度,可獲得待測物晶體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。在消費品真?zhèn)舞b別領(lǐng)域,X射線衍射光譜法多用于礦物類產(chǎn)品的分析。王勇等[21]采用X 射線衍射光譜法得到藥用珍珠粉和市售珍珠粉的特征標(biāo)記峰和指紋圖譜,以藥用珍珠粉為標(biāo)準(zhǔn)對市售珍珠粉進行相似度比對,以鑒別珍珠粉的真?zhèn)渭捌焚|(zhì)。李輝[22]、方萍[4]等分別報道了將X 射線衍射光譜與傅里葉變換紅外光譜或掃描電鏡成像聯(lián)用的珍珠粉的鑒別方法。此外,陳予婕等[23]結(jié)合X射線衍射光譜、X 射線熒光光譜和掃描電鏡對市售粉煤灰的外觀形貌和化學(xué)組成進行了定性和定量分析,并對粉煤灰的不同特征進行了報道。
核磁共振波譜也是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要分析手段。在強外磁場中,待測物分子中的特定原子會發(fā)生能級分裂,當(dāng)吸收適當(dāng)頻率的電磁輻射時,分子或原子核會在產(chǎn)生的磁誘導(dǎo)能級間發(fā)生躍遷,從而產(chǎn)生共振譜。張巍等[24]使用衰減全反射紅外光譜和固體核磁共振碳譜對不同類型的塑料餐具進行了成分分析與比較。結(jié)果表明,密胺塑料與脲醛塑料的紅外光譜與核磁共振譜圖均有明顯差別,可將二者進行區(qū)分。相比之下,核磁共振碳譜的特征峰不重疊,結(jié)果準(zhǔn)確度更高,但衰減全反射紅外光譜的操作更簡便,二者各有所長。
質(zhì)譜(Mass spectrometry,MS)通過測定樣品中經(jīng)電離產(chǎn)生的離子的質(zhì)荷比確定其質(zhì)量,是分析復(fù)雜化合物最有效的技術(shù)之一。將質(zhì)譜與氣相色譜(Gas chromatography,GC)或液相色譜(Liquid chromatography,LC)聯(lián)用,在高效分離各組分的同時提高了分析的靈敏度和選擇性,更適合多組分物質(zhì)中未知化合物的定性定量分析[25]。敞開式電離質(zhì)譜(Ambient mass spectrometry,AMS)具有無需復(fù)雜樣品前處理、可實時原位分析等優(yōu)點。其中,快速蒸發(fā)電離質(zhì)譜技術(shù)(Rapid evaporative ionization mass spectrometry,REIMS)由Takáts等提出[26],該技術(shù)是將樣品表面用電灼燒使其迅速電離形成氣溶膠,直接進入高分辨質(zhì)譜進行檢測,具有高通量、快速實時、綠色環(huán)保等優(yōu)勢,可以很好地應(yīng)用于樣品的高通量篩查測定[27]。劉鳴暢等[28]基于快速蒸發(fā)電離質(zhì)譜數(shù)據(jù)建立了主成分分析和線性判別分析模型,對不同購買渠道的2 種基質(zhì)的化妝品進行檢測,實現(xiàn)了15 份化妝品樣品的快速真?zhèn)舞b別。Gao 等[29]開發(fā)了用于分析不同種類皮革制品的REIMS 方法。首先,將來自牛、羊、豬、鹿、鴕鳥、鱷魚和蛇的皮革樣品用于創(chuàng)建基于主成分分析和線性判別分析的化學(xué)計量學(xué)模型(圖2)。隨后,將經(jīng)過驗證的多元統(tǒng)計模型對實際皮革樣品實時分類和鑒別,并通過掃描電鏡表征驗證皮革的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,該方法可快速準(zhǔn)確地鑒別不同來源的皮革制品。此外,Pironti 等[30]通過穩(wěn)定同位素質(zhì)譜,根據(jù)天然或合成表面活性劑中13C 穩(wěn)定同位素含量差別明顯的特征,實現(xiàn)了個人清潔產(chǎn)品中不同來源表面活性劑的區(qū)分。高莉等[31]使用頂空-離子分子反應(yīng)質(zhì)譜對卷煙的揮發(fā)性成分進行了研究,結(jié)合主成分分析快速有效地鑒別了真品卷煙和偽品卷煙,為卷煙的真?zhèn)魏推焚|(zhì)鑒別提供了技術(shù)手段。
圖2 基于快速蒸發(fā)電離質(zhì)譜分析建立的7種動物皮革的化學(xué)計量學(xué)鑒別模型[29]Fig.2 Chemometric model based on REIMS analysis of seven categories of authentic animal leathers[29]
對于使用動物源性材料生產(chǎn)的消費品,聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase chain reaction,PCR)是一種有效的來源追溯技術(shù)手段。不同的生物物種,其DNA 序列存在差異,通過提取這些DNA 進行擴增和檢測,可對不同來源的生物材料進行鑒別。金美菊[32]、Geng[33]和Geng[34]等分別報道了基于特定位點特征堿基序列聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的羊絨與羊毛纖維鑒別方法。此外,趙竹等[35]報道了基于線粒體細(xì)胞色素C氧化酶亞基1(COI)基因測序?qū)ο枪に嚻氛鎮(zhèn)蔚蔫b別與分類方法。
近年來,多元統(tǒng)計分析方法與分析化學(xué)方法的結(jié)合日趨緊密,在真?zhèn)舞b別領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。對于通過現(xiàn)代分析方法獲得的龐大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)集,多元統(tǒng)計分析可在多個對象和指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)的情況下分析數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)計規(guī)律,可以很好地滿足真?zhèn)舞b別領(lǐng)域的研究需求。
聚類分析指物理或抽象對象的集合分組為由類似對象組成的多個類別的分析過程。對于消費品真實性檢測而言,通過聚類分析可將多種不同來源的樣品分類比較,在產(chǎn)品溯源等方面應(yīng)用廣泛。劉苔苔等[36]結(jié)合紅外光譜和聚類分析,實現(xiàn)了天然彩棉和染色棉的快速無損鑒別。王成云等[37]結(jié)合紅外光譜與聚類判別分析法建立了定性鑒別模型,快速篩查了36 個市售淺色或未染色綿羊皮革和牛皮革樣品。邢文宇等[38]使用光學(xué)顯微鏡采集羊絨與羊毛樣品的圖像,數(shù)據(jù)經(jīng)預(yù)處理后通過K 均值聚類算法進行識別分析,達(dá)到了較高的識別率。
判別分析是在分類確定的條件下,根據(jù)某一研究對象的各種特征值判別其類型歸屬問題的一種多變量統(tǒng)計分析方法。在消費品真實性檢測領(lǐng)域,判別分析可用于基于給定標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品真?zhèn)闻袛?。石先軍等?9]通過光學(xué)成像提取羊絨與細(xì)羊毛纖維鱗片特征的4 個比對指標(biāo),基于統(tǒng)計假設(shè)建立了貝葉斯分類模型。結(jié)果表明,該模型具有較好的顯微鑒別能力,對2 種纖維的識別準(zhǔn)確度均高于80%。Xing 等[40]也報道了類似的光學(xué)成像判別分析方法,提取了目標(biāo)纖維的5 個比對指標(biāo)用于生成貝葉斯分類模型,獲得了94.2%的識別準(zhǔn)確率。
主成分分析是利用降維的思想,在損失較少信息的前提下,將多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個綜合指標(biāo)的多元統(tǒng)計方法。主成分分析是化學(xué)計量學(xué)中的常用方法,廣泛應(yīng)用于大量儀器分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理。林先凱[14]、張紅[41]、韋樹?。?2]等結(jié)合紅外光譜和主成分分析,分別建立了快速鑒別天然皮革、動物毛皮種類和紡織纖維制品成分的模型和方法,并成功識別了豬皮、牛皮、羊皮3 種天然皮革,牛毛皮、馬毛皮2 種動物毛皮及廢舊紡織品中的純聚酯織物。陳梓云、阮韻丹等[43-44]則將類似的方法應(yīng)用于鑒定幾種天然檸檬風(fēng)味精油和桔子精油的品質(zhì),取得了較好效果。
支持向量機是一類按監(jiān)督學(xué)習(xí)方式對數(shù)據(jù)進行二元分類的廣義線性分類器。在消費品真實性檢測領(lǐng)域,支持向量機可用于產(chǎn)品的分類識別。陶偉森等[45]報道了采用數(shù)字圖像處理的羊毛與羊絨纖維識別方法,該方法從采集的圖像中分別提取纖維的形態(tài)特征和紋理特征,基于支持向量機模型進行羊毛與羊絨纖維識別,正確率達(dá)到93.1%。Sun等[46]使用支持向量機模型,改善了現(xiàn)有紅外光譜法在快速鑒定羊絨類紡織品時面臨的羊絨和羊毛光譜高度相似、水分干擾明顯和現(xiàn)有光譜識別方法效率較低等弊端,對含水織物樣品的辨識準(zhǔn)確度高于90%。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能的數(shù)學(xué)模型或計算模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由大量的人工神經(jīng)元聯(lián)結(jié)進行計算,能在外界信息的基礎(chǔ)上改變內(nèi)部結(jié)構(gòu),是一種自適應(yīng)系統(tǒng)。王飛[47]、路凱[48]、劉爽[49]、Luo[8]等分別報道了使用不同類型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型處理顯微鏡成像信息的羊毛與羊絨纖維識別方法。實驗結(jié)果表明,上述研究的全局準(zhǔn)確率在81.5%~97.1%之間,檢測1 000 個以上纖維樣品耗時僅為數(shù)十秒,較好地滿足了消費品真?zhèn)舞b別需求。
消費品的質(zhì)量品質(zhì)越來越受到消費者的重視,研究者對消費品真?zhèn)舞b別及品質(zhì)溯源的關(guān)注度也越來越高。一直以來,產(chǎn)品真實性及溯源的相關(guān)研究較多集中在食品、中藥材等領(lǐng)域,涌現(xiàn)了一系列新興技術(shù)。消費品種類繁雜、加工手段多樣,但目前消費品真實性檢測技術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性尚不能充分滿足實際需求,消費品真?zhèn)魏推焚|(zhì)檢測鑒別手段還有待進一步的研究和突破。隨著人們生活水平的不斷提高和美好生活需要的日益增長,對于高質(zhì)量、高品質(zhì)消費品的需求大幅提升。與此同時,一系列現(xiàn)代分析技術(shù)陸續(xù)應(yīng)用于消費品真實性鑒別分析領(lǐng)域,未來必將為提高消費品真實性及質(zhì)量溯源研究水平、保護消費者合法權(quán)益、維護社會經(jīng)濟秩序、提升監(jiān)管部門質(zhì)量管控水平提供有力的技術(shù)支撐。