消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

張?chǎng)┫?，尚宇瀚，孟憲雙，胡 琪，白 樺，馬 強(qiáng)*

（1. 中國(guó)檢驗(yàn)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(yàn)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(fèi)品是消費(fèi)者為生活消費(fèi)需要購(gòu)買、使用的產(chǎn)品。當(dāng)前，我國(guó)已成為全球消費(fèi)品生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易大國(guó)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民群眾的消費(fèi)需求日益增長(zhǎng)，消費(fèi)水平呈逐年升高的趨勢(shì)，消費(fèi)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的基礎(chǔ)作用明顯增強(qiáng)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)分析，2020年我國(guó)社會(huì)消費(fèi)品零售總額在國(guó)內(nèi)消費(fèi)穩(wěn)步復(fù)蘇的背景下達(dá)到39.2萬(wàn)億元，雖比上年略有下降，但消費(fèi)仍是經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行的“壓艙石”。

消費(fèi)品質(zhì)量品質(zhì)的優(yōu)劣直接關(guān)乎消費(fèi)者的身體健康和合法權(quán)益，同時(shí)也是政府監(jiān)管部門規(guī)范和整頓市場(chǎng)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(jìn)步，新材料和新工藝不斷涌現(xiàn)。技術(shù)工藝進(jìn)步在造福消費(fèi)者的同時(shí)也帶來(lái)某些負(fù)面效應(yīng)，以假充真、以次充好等行為已成為社會(huì)公眾高度關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。例如，某些廠商通過(guò)使用透氣性和舒適性較差、價(jià)值相對(duì)較低的人工合成革冒充天然皮革制作皮具［1－2］，使用價(jià)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(fèi)者的正當(dāng)權(quán)益，還會(huì)破壞市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)秩序，將對(duì)整個(gè)消費(fèi)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成不利影響。

為提升消費(fèi)品質(zhì)量水平，滿足市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)消費(fèi)品的消費(fèi)需求，夯實(shí)消費(fèi)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(cè)機(jī)構(gòu)需要建立準(zhǔn)確可靠的消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)方法。為獲得可靠的判斷結(jié)果，可綜合運(yùn)用多種分析技術(shù)用于消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)，以便從不同維度獲取關(guān)鍵信息。這些技術(shù)各具優(yōu)勢(shì)，也存在一定的局限性。本文綜述了近年來(lái)消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)的相關(guān)研究工作，旨在為消費(fèi)品的真實(shí)性檢測(cè)和品質(zhì)鑒別提供有益指導(dǎo)和技術(shù)參考。

1 消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)技術(shù)

1.1 感官檢驗(yàn)法

感官檢驗(yàn)法是借助人的感覺器官功能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)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(jìn)行視覺、嗅覺、聽覺、味覺、觸覺檢測(cè)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)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(jìn)行檢測(cè)。感官檢驗(yàn)法以簡(jiǎn)便易行、不受條件限制、成本低等特點(diǎn)在消費(fèi)品真?zhèn)舞b別中有著廣泛應(yīng)用。例如，人們常通過(guò)紡織品的外觀、質(zhì)地等特性進(jìn)行分辨和真實(shí)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(zhǎng)，手感滑爽且揉搓不易折皺；蠶絲長(zhǎng)度在天然纖維中最細(xì)長(zhǎng)、強(qiáng)力大、柔軟、富有光澤、手感冷涼；麻纖維較粗、呈多片狀、強(qiáng)力大，缺乏彈性和光澤，手感涼且粗硬；合成纖維強(qiáng)力大、彈性好、手感光滑但不夠柔軟。對(duì)于玉石制品的真實(shí)性檢測(cè)，作為普通消費(fèi)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(jìn)行大致區(qū)分。如要對(duì)玉石的真?zhèn)魏唾|(zhì)地好壞做出準(zhǔn)確判斷，還需通過(guò)實(shí)驗(yàn)室分析技術(shù)。對(duì)天然皮革和人工革的感官檢驗(yàn)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(dòng)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(wú)紡布等，花紋不明顯。通過(guò)折疊方式和嗅覺也可對(duì)天然皮革和人工革進(jìn)行區(qū)分。

1.2 顯微鑒別法

顯微鑒別是一種常用的鑒定手段，通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)來(lái)識(shí)別物品的固有特征。近年來(lái)，顯微鑒別技術(shù)取得了長(zhǎng)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(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)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(cè)皮革撕裂口處的膠原蛋白纖維束長(zhǎng)度、粗細(xì)程度及膠原纖維分散程度等顯微特征，通過(guò)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)皮革樣品，圖庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)上述綿羊毛和山羊絨進(jìn)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(duì)上述天然毛纖維進(jìn)行了定性鑒別。上述方法簡(jiǎn)單易行，在日常檢測(cè)過(guò)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(yàn)積累，有較強(qiáng)的測(cè)試主觀性，需對(duì)毛絨纖維進(jìn)行反復(fù)觀察和總結(jié)，也有研究針對(duì)山羊和綿羊的纖維提出了一種基于殘差網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別方法［8］，實(shí)驗(yàn)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(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)充，然后利用樣本圖像訓(xùn)練和測(cè)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(shí)驗(yàn)提出的18個(gè)權(quán)重層的殘差網(wǎng)模型精度最高，測(cè)試集總體精度在97.1%以上。對(duì)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(duì)中國(guó)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(cè)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］

1.3 理化檢驗(yàn)法

理化檢驗(yàn)是指借助物理或化學(xué)方法，使用特定測(cè)量工具進(jìn)行的檢驗(yàn)，與感官檢驗(yàn)均屬于質(zhì)量檢驗(yàn)的方式之一。如對(duì)產(chǎn)品的溶解度、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、吸水、酸堿度、燃燒等性能方面進(jìn)行的測(cè)試均屬于理化檢驗(yàn)。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(jìn)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(qiáng)，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(wú)火焰，而人工革釋放刺鼻塑料味等特點(diǎn)可進(jìn)行區(qū)分。

1.4 光譜分析法

光譜分析法是消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)中較常用的分析方法。該類方法通過(guò)分析待測(cè)物表面，獲得其化學(xué)組成相關(guān)信息，在對(duì)消費(fèi)品樣品的非破壞性分析中具有優(yōu)勢(shì)。

1.4.1 紅外光譜法待測(cè)物分子選擇性吸收特定波長(zhǎng)的紅外線，引起分子中振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，對(duì)紅外線的透射、反射或吸收情況進(jìn)行檢測(cè)，即可得到紅外光譜（Infrared spectroscopy，IR）。分子中不同化學(xué)鍵或官能團(tuán)的吸收頻率不同，因此，在紅外光譜上的位置也會(huì)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(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用較為廣泛。國(guó)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(kù)，通過(guò)皮革樣品譜圖與譜庫(kù)比對(duì)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(jìn)一步確定樣品材質(zhì)，結(jié)果表明紅外光譜圖的譜庫(kù)對(duì)比分析可初步鑒別樣品的纖維類別，顯微鑒別則可對(duì)樣品是否為天然皮革進(jìn)行驗(yàn)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(cè)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(shí)存在反對(duì)稱伸縮振動(dòng)等振動(dòng)形式，同時(shí)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(guò)比較采集的反射光譜與透射光譜，可以觀察到對(duì)應(yīng)不同修飾材料的“標(biāo)記”帶，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(tuán)的紅外吸收峰特點(diǎn)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(cè)相關(guān)系數(shù)為0.965～0.990，均方差均不大于0.122，預(yù)測(cè)均方差均不大于0.213，模型具有良好的穩(wěn)定性。利用檢測(cè)集樣品對(duì)模型驗(yàn)證，依據(jù)各組分的預(yù)測(cè)值可快速對(duì)3 種天然皮革進(jìn)行識(shí)別。鑒于市售桶裝水的水桶存在用聚對(duì)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(duì)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(duì)照標(biāo)準(zhǔn)紅外光譜圖，實(shí)現(xiàn)了這2種材質(zhì)水桶的快速識(shí)別。另外，研究人員也采用紅外光譜法對(duì)不同類型的塑料制品，如仿瓷餐具、塑料下水管、密封圈等進(jìn)行了真實(shí)性檢測(cè)，在所得紅外譜圖中可清晰地觀測(cè)到對(duì)應(yīng)高分子單體的特征振動(dòng)峰，并借此對(duì)不同類型的塑料材質(zhì)進(jìn)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(dòng)光譜。拉曼光譜法通過(guò)對(duì)與入射光頻率不同的散射光譜進(jìn)行分析以獲得分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)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(jiǎn)單、水干擾小等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，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(duì)16種不同品牌、不同類型的網(wǎng)購(gòu)化妝品，如化妝水、保濕乳、眼影等進(jìn)行快速鑒別和分析，并結(jié)合相關(guān)軟件對(duì)蘆薈膠進(jìn)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(duì)緬甸、俄羅斯、危地馬拉3 個(gè)產(chǎn)地的55 個(gè)翡翠樣品進(jìn)行分析，實(shí)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(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)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(diǎn)，在各種檢測(cè)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(shí)域光譜法對(duì)真皮和人造革進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明通過(guò)測(cè)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(jiǎn)便、無(wú)損的樣品分析方法，該方法以一次X 射線激發(fā)待測(cè)樣品，并測(cè)量不同元素的特征二次X 射線的波長(zhǎng)、能量和強(qiáng)度，從而對(duì)各種元素進(jìn)行定性定量分析。近年來(lái)，有許多研究者利用X 射線熒光光譜研究消費(fèi)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(cè)量了58個(gè)真品樣品以建立化妝品真品的三維標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜庫(kù)，通過(guò)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(cè)系統(tǒng)，可在不破壞樣品的情況下實(shí)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(cè)厚系統(tǒng)引入X 射線投射系統(tǒng)，修正樣品厚度計(jì)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(kù)進(jìn)行對(duì)比來(lái)鑒別珍珠的真?zhèn)危捎诓煌a(chǎn)地珍珠的衰減系數(shù)相似但元素含量存在差異，通過(guò)X 射線熒光光譜法測(cè)量不同產(chǎn)地珍珠的熒光強(qiáng)度比，根據(jù)測(cè)量值和閾值的對(duì)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(shí)需要標(biāo)樣，對(duì)一些輕元素的靈敏度不高，同時(shí)易受到元素干擾和疊加峰的影響，在消費(fèi)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(cè)物，通過(guò)測(cè)量X 射線經(jīng)晶格衍射后的空間分布和強(qiáng)度，可獲得待測(cè)物晶體結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。在消費(fèi)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(duì)市售珍珠粉進(jìn)行相似度比對(duì)，以鑒別珍珠粉的真?zhèn)渭捌焚|(zhì)。李輝［22］、方萍［4］等分別報(bào)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(duì)市售粉煤灰的外觀形貌和化學(xué)組成進(jìn)行了定性和定量分析，并對(duì)粉煤灰的不同特征進(jìn)行了報(bào)道。

1.5 核磁共振波譜法

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(qiáng)外磁場(chǎng)中，待測(cè)物分子中的特定原子會(huì)發(fā)生能級(jí)分裂，當(dāng)吸收適當(dāng)頻率的電磁輻射時(shí)，分子或原子核會(huì)在產(chǎn)生的磁誘導(dǎo)能級(jí)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(duì)不同類型的塑料餐具進(jìn)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(jìn)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(jiǎn)便，二者各有所長(zhǎng)。

1.6 質(zhì)譜分析法

質(zhì)譜（Mass spectrometry，MS）通過(guò)測(cè)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(shí)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(wú)需復(fù)雜樣品前處理、可實(shí)時(shí)原位分析等優(yōu)點(diǎn)。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(jìn)入高分辨質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè)，具有高通量、快速實(shí)時(shí)、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，可以很好地應(yīng)用于樣品的高通量篩查測(cè)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(duì)不同購(gòu)買渠道的2 種基質(zhì)的化妝品進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)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(lái)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(jì)量學(xué)模型（圖2）。隨后，將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的多元統(tǒng)計(jì)模型對(duì)實(shí)際皮革樣品實(shí)時(shí)分類和鑒別，并通過(guò)掃描電鏡表征驗(yàn)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(lái)源的皮革制品。此外，Pironti 等［30］通過(guò)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(shí)現(xiàn)了個(gè)人清潔產(chǎn)品中不同來(lái)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(duì)卷煙的揮發(fā)性成分進(jìn)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(dòng)物皮革的化學(xué)計(jì)量學(xué)鑒別模型［29］Fig.2 Chemometric model based on REIMS analysis of seven categories of authentic animal leathers［29］

1.7 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法

對(duì)于使用動(dòng)物源性材料生產(chǎn)的消費(fèi)品，聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase chain reaction，PCR）是一種有效的來(lái)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(guò)提取這些DNA 進(jìn)行擴(kuò)增和檢測(cè)，可對(duì)不同來(lái)源的生物材料進(jìn)行鑒別。金美菊［32］、Geng［33］和Geng［34］等分別報(bào)道了基于特定位點(diǎn)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(bào)道了基于線粒體細(xì)胞色素C氧化酶亞基1（COI）基因測(cè)序?qū)ο枪に嚻氛鎮(zhèn)蔚蔫b別與分類方法。

2 多元統(tǒng)計(jì)分析方法在消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)中的應(yīng)用

近年來(lái)，多元統(tǒng)計(jì)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(duì)于通過(guò)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(jì)分析可在多個(gè)對(duì)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(jì)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(duì)象的集合分組為由類似對(duì)象組成的多個(gè)類別的分析過(guò)程。對(duì)于消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)而言，通過(guò)聚類分析可將多種不同來(lái)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(shí)現(xiàn)了天然彩棉和染色棉的快速無(wú)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(gè)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(guò)K 均值聚類算法進(jìn)行識(shí)別分析，達(dá)到了較高的識(shí)別率。

判別分析是在分類確定的條件下，根據(jù)某一研究對(duì)象的各種特征值判別其類型歸屬問(wèn)題的一種多變量統(tǒng)計(jì)分析方法。在消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)領(lǐng)域，判別分析可用于基于給定標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品真?zhèn)闻袛唷Ｊ溶姷龋?9］通過(guò)光學(xué)成像提取羊絨與細(xì)羊毛纖維鱗片特征的4 個(gè)比對(duì)指標(biāo)，基于統(tǒng)計(jì)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(duì)2 種纖維的識(shí)別準(zhǔn)確度均高于80%。Xing 等［40］也報(bào)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(gè)比對(duì)指標(biāo)用于生成貝葉斯分類模型，獲得了94.2%的識(shí)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(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)綜合指標(biāo)的多元統(tǒng)計(jì)方法。主成分分析是化學(xué)計(jì)量學(xué)中的常用方法，廣泛應(yīng)用于大量?jī)x器分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(dòng)物毛皮種類和紡織纖維制品成分的模型和方法，并成功識(shí)別了豬皮、牛皮、羊皮3 種天然皮革，牛毛皮、馬毛皮2 種動(dòng)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(jī)是一類按監(jiān)督學(xué)習(xí)方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二元分類的廣義線性分類器。在消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)領(lǐng)域，支持向量機(jī)可用于產(chǎn)品的分類識(shí)別。陶偉森等［45］報(bào)道了采用數(shù)字圖像處理的羊毛與羊絨纖維識(shí)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(jī)模型進(jìn)行羊毛與羊絨纖維識(shí)別，正確率達(dá)到93.1%。Sun等［46］使用支持向量機(jī)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(shí)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(shí)別方法效率較低等弊端，對(duì)含水織物樣品的辨識(shí)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(jì)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(jìn)行計(jì)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(bào)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(shí)別方法。實(shí)驗(yàn)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(cè)1 000 個(gè)以上纖維樣品耗時(shí)僅為數(shù)十秒，較好地滿足了消費(fèi)品真?zhèn)舞b別需求。

3 總結(jié)及展望

消費(fèi)品的質(zhì)量品質(zhì)越來(lái)越受到消費(fèi)者的重視，研究者對(duì)消費(fèi)品真?zhèn)舞b別及品質(zhì)溯源的關(guān)注度也越來(lái)越高。一直以來(lái)，產(chǎn)品真實(shí)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(fèi)品種類繁雜、加工手段多樣，但目前消費(fèi)品真實(shí)性檢測(cè)技術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性尚不能充分滿足實(shí)際需求，消費(fèi)品真?zhèn)魏推焚|(zhì)檢測(cè)鑒別手段還有待進(jìn)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(zhǎng)，對(duì)于高質(zhì)量、高品質(zhì)消費(fèi)品的需求大幅提升。與此同時(shí)，一系列現(xiàn)代分析技術(shù)陸續(xù)應(yīng)用于消費(fèi)品真實(shí)性鑒別分析領(lǐng)域，未來(lái)必將為提高消費(fèi)品真實(shí)性及質(zhì)量溯源研究水平、保護(hù)消費(fèi)者合法權(quán)益、維護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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。