本发明涉及食品加工，尤其涉及一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法及系统。
背景技术：
1、食品添加剂是在食品生产、加工过程中为了改善食品的色、香、味、质和保鲜等特性而添加的各种化学合成或天然物质，食品添加剂的使用旨在提高食品的品质和口感，延长食品的保质期，增强食品的安全性和营养性。但是一旦食品添加剂的添加剂量超出安全范围时，则会在随着新陈代谢系统分布于人体中的重要器官，从而导致人体的某些器官出现病变现象，严重影响人们的生命健康安全，降低了食品的食用安全系数。传统的食品添加剂剂量调配方法只依赖于相关的标准进行添加，耗费时间很长。目前常用的食品添加剂有苯甲酸钠、山梨酸钾、碳酸氢钠、柠檬酸、胭脂红、糖精钠、明胶、二氧化硫、亚硝酸钠、乙酰磺胺酸钾等。随着科技的进步，人们的食品种类越来越丰富，相关的标准也难以覆盖所有的食品种类，并且近年来科学家研发了许多效果较好的新型食品添加剂，如聚天冬氨酸钾、2-己基吡啶、抗坏血酸棕榈酸酯、l-硒-甲基硒代半胱氨酸等。若采用常规的方法评价对人体的安全性，耗时太长，成本高，不符合现今社会高质量发展的要求，也难以快速满足人民对美好生活的向往。因此，需研发一种合理精准的新型食品添加剂剂量调配方法解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法及系统。
2、为达上述目的，本发明采用的技术方案为：
3、本发明第一方面提供了一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法，包括以下步骤：
4、预设目标食品的预期感官特性阈值以及预期理化特性阈值，基于目标食品的产品要求构建逻辑回归模型，根据预期感官特性阈值和预期理化特性阈值导入逻辑回归模型中识别并进行离散组合分析，得到最佳食品添加剂离散组合方案；
5、获取最佳食品添加剂离散组合方案中多组初始剂量调配比例的特性基准，基于多组所述初始剂量调配比例的特性基准构建动态因子模型，基于动态因子模型进行代谢预测，得到若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态；
6、获取人体器官分布结构图，并将人体器官分布结构图划分为若干个子分布区域，基于不同预设剂量的毒理评估值计算各子分布区域的病变概率，得到病变概率分布图，通过病变概率分布图对若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态进行安全性分析以调整食品添加剂剂量比例，得到第一剂量比例调配方案；
7、获取不同年龄阶段食用经过第一剂量比例调配方案制作的目标食品成品后的多组历史人体病理指标值，创建历史人体病例指标评估雷达图，结合所述历史人体病例指标评估雷达图与合格人体病例指标评估雷达图之间的方差临界值绘制cubic splines样条曲线并计算安全剂量，得到第二剂量比例调配方案。
8、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述预设目标食品的预期感官特性阈值以及预期理化特性阈值，基于目标食品的产品要求构建逻辑回归模型，根据预期感官特性阈值和预期理化特性阈值导入逻辑回归模型中识别并进行离散组合分析，得到最佳食品添加剂离散组合方案，具体包括以下步骤：
9、获取目标食品的产品要求，通过所述产品要求提取出目标食品的品种信息以及对应的生产加工工艺流程；
10、通过大数据网络获取目标食品符合不同感官特性和不同理化特性条件组合下所需的食品添加剂类别，预设所述目标食品符合不同感官特性和不同理化特性条件组合下所需的食品添加剂类别的权重系数和偏置项，基于所述权重系数和偏置项构建逻辑回归模型；
11、根据所述品种信息以及生产加工工艺流程预设目标食品的预期感官特性阈值以及预期理化特性阈值，基于所述预期感官特性阈值以及预期理化特性阈值计算逻辑回归模型中食品添加剂类别的交叉熵损失；
12、引入梯度下降法对所述交叉熵损失进行最小化处理，以迭代更新逻辑回归模型中不同感官特性和不同理化特性条件组合下所需的食品添加剂类别的权重系数和偏置项，输出目标食品符合预期感官特性阈值以及预期理化特性阈值所需的一种或者多种目标食品添加剂类别；
13、获取各目标食品添加剂类别中包含的所有食品添加剂，引入回溯算法对各相关联食品添加剂类别所包含的每一种食品添加剂进行离散组合，得到若干种食品添加剂离散组合方案；
14、构建多维度模拟重建空间，以预期感官特性阈值和预期理化特性阈值为基准，在多维度重建空间中对所述若干种食品添加剂的离散组合方案进行模拟调配并重建模型，得到若干个目标食品模拟重建模型；
15、根据生产加工工艺流程、预期感官特性阈值以及预期理化特性阈值预设理想目标食品模型，计算每个目标食品模拟重建模型与理想目标食品模型之间的配准率，提取配准率大于预设配准率的目标食品模拟重建模型，并输出配准率大于预设配准率的目标食品模拟重建模型对应的食品添加剂离散组合方案，标记为最佳食品添加剂离散组合方案。
16、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取最佳食品添加剂离散组合方案中多组初始剂量调配比例的特性基准，基于多组所述初始剂量调配比例的特性基准构建动态因子模型，基于动态因子模型对进行代谢预测，得到若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态，具体包括以下步骤：
17、预设剂量间隔阈值，通过大数据网络获取最佳食品添加剂离散组合方案中各食品添加剂的安全食用准则，基于所述安全食用准则提取出各食品添加剂的最大安全剂量范围，基于剂量间隔阈值对最大安全剂量范围进行设置，形成最佳食品添加剂离散组合方案的若干组初始剂量调配比例；
18、基于大数据网络获取食品添加剂体系知识图谱，将所述最佳食品添加剂离散组合方案的若干组初始剂量调配比例导入食品添加剂体系知识图谱进行识别，得到每组初始剂量调配比例的特性基准；
19、预设若干个相同间隔的时间戳，基于大数据网络获取处于不同预设年龄阶段的人体新陈代谢系统在每个时间戳上吸收代谢每组所述特性基准的代谢性能以及代谢率，得到n个代谢性能和代谢率；
20、根据n个所述代谢性能和代谢率预设多个因子数量以及多个滞后阶数，引入因子分析算法初步估计所述多个因子数量，得到多个时序因子值，并结合多个所述时序因子值和多个滞后阶数进行计算，生成动态载荷矩阵；
21、基于动态载荷矩阵分析多个时序因子值之间的动态关系，同时计算n个代谢性能和代谢率与多个时序因子值之间的动态关系，以构建动态因子状态方程和动态因子观测方程，通过联立求解所述动态因子状态方程和动态因子观测方程，得到人体新陈代谢的动态因子模型；
22、通过人体新陈代谢的动态因子模型对处于不同预设年龄阶段的人体新陈代谢系统吸收代谢所述最佳食品添加剂离散组合方案时进行代谢预测，得到若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态。
23、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取人体器官分布结构图，并将人体器官分布结构图划分为若干个子分布区域，基于不同预设剂量的毒理评估值计算各子分布区域的病变概率，得到病变概率分布图，通过病变概率分布图对若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态进行安全性分析以调整食品添加剂剂量比例，得到第一剂量比例调配方案，具体包括以下步骤：
24、获取人体器官分布结构图以及各人体器官的代谢调度优先级，通过层次分析算法对所述各人体器官的代谢调度优先级进行多层次相对权重分析，得到多个权重阈值，基于所述权重阈值将人体器官分布结构图划分为若干个子分布区域；
25、基于食品添加剂体系知识图谱获取最佳食品添加剂离散组合方案中每组特性基准对于每个子分布区域的健康危害系数，同时运用毒理学评估方法对不同预设剂量的最佳食品添加剂离散组合方案进行检测评估，以获取不同预设剂量对应的毒理评估值；
26、引入贝叶斯算法构建贝叶斯概率估算网络，基于所述健康危害系数在贝叶斯概率估算网络中对不同预设剂量对应的毒理评估值状态下导致各子分布区域产生病变的概率进行计算，以更新贝叶斯概率估算网络中的所有节点的概率分布，获取更新后所有节点的条件概率表；
27、消去更新后所有节点的条件概率表中的无关变量节点，并结合剩余变量节点与条件概率表计算各子分布区域的后验概率，得到最佳食品添加剂离散组合方案导致每个子分布区域的病变概率值，并在人体器官分布结构图中的标记出病变概率值大于预设病变概率值对应的子分布区域，得到病变概率分布图；
28、将若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态配准于病变概率分布图中进行关联分析计算，生成关联分析结果，根据关联分析结果调整最佳食品添加剂离散组合方案的若干组初始剂量调配比例，得到第一剂量比例调配方案。
29、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述将若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态配准于病变概率分布图中进行关联分析计算，生成关联分析结果，根据关联分析结果调整最佳食品添加剂离散组合方案的若干组初始剂量调配比例，得到第一剂量比例调配方案，具体包括以下步骤：
30、基于大数据网络获取各代谢预测途径和代谢预测途径的分布状态产生影响的人体器官，定义为代谢关联人体器官，并将若干个代谢预测途径和代谢预测途径的分布状态导入病变概率分布图中进行精确配准；
31、配准完成后，判断代谢关联人体器官是否处于病变概率值大于预设病变概率值对应的子分布区域内，若处于，则提取最佳食品添加剂离散组合方案中各食品添加剂的初始剂量调配比例；
32、引入灰色关联分析法计算所述代谢关联人体器官与最佳食品添加剂离散组合方案中各食品添加剂的初始剂量调配比例之间的关联度，得到多个关联度，提取关联度大于预设关联度的食品添加剂的初始剂量调配比例；
33、基于所处子分部区域的病变概率值对所述关联度大于预设关联度的食品添加剂的初始剂量调配比例进行递减调整，定义为一类可接受剂量调配比例；
34、若病变概率值大于预设病变概率值对应的子分布区域中不存在有至少一个代谢关联人体器官，则在病变概率分布图中计算代谢关联人体器官与各子分部区域之间的欧氏距离，得到多个欧氏距离，基于多个欧氏距离对各食品添加剂的初始剂量调配比例进行递增调整，定义为二类可接受剂量调配比例；
35、合并一类可接受剂量调配比例和二类可接受剂量调配比例，得到第一剂量比例调配方案。
36、进一步的，本发明的一个较佳的实施例中，所述获取不同年龄阶段食用经过第一剂量比例调配方案制作的目标食品成品后的多组历史人体病理指标值，创建历史人体病例指标评估雷达图，结合所述历史人体病例指标评估雷达图与合格人体病例指标评估雷达图之间的方差临界值绘制cubic splines样条曲线并计算安全剂量，得到第二剂量比例调配方案，具体包括以下步骤：
37、通过所述第一剂量比例调配方案对目标食品的生产加工过程中的食品添加剂剂量进行调配，获取调配后的目标食品成品以及对应的实际调配剂量；
38、预设摄入量阈值和摄入频次阈值，基于所述摄入量阈值和所述摄入频次阈值条件下获取不同年龄阶段食用所述目标食品成品后在预设时间段内对应的多组历史病理效应指标值；
39、构建雷达图，以多项病理效应指标为基础在雷达图中进行评估项创建，得到病理效应指标评估雷达图，并基于大数据网络获取各项病理效应指标的合格区间，基于所述合格区间在病理效应指标评估雷达图中预设合格病理效应指标评估雷达图；
40、将不同年龄阶段食用所述目标食品成品后在预设时间段内对应的多组历史病理效应指标值导入病理效应指标评估雷达图中进行绘制，形成在预设时间段内的处于不同年龄阶段的历史病理效应指标评估雷达图；
41、重叠所述在预设时间段内的处于不同年龄阶段的历史病理效应指标评估雷达图以及合格病理效应指标评估雷达图，并提取各历史病理效应指标评估雷达图与合格病理效应指标评估雷达图之间不重叠的雷达图区域，获取多个不重叠雷达图区域的面积值；
42、引入cubic splines样条插值法，基于多个不重叠雷达图区域的面积值在cubicsplines样条插值法中构建三次样条多项式，并计算多个不重叠雷达图区域的面积值之间的方差，得到多个方差临界值，基于多个所述方差临界值确定出对应的三次样条多项式系数；
43、基于所述对应的三次样条多项式系数对三次样条多项式进行插值求解，得到cubic splines样条曲线，通过所述cubic splines样条曲线确定出第一剂量比例调配方案中各食品添加剂的无效剂量阈值以及最低安全剂量阈值；
44、将所述无效剂量阈值以及最低安全剂量阈值应用于第一剂量比例调配方案中，生成第二剂量比例调配方案。
45、本发明第二方面提供了一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配系统，所述一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法程序，所述一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法程序被所述处理器执行时，实现以下步骤：
46、预设目标食品的预期感官特性阈值以及预期理化特性阈值，基于目标食品的产品要求构建逻辑回归模型，根据预期感官特性阈值和预期理化特性阈值导入逻辑回归模型中识别并进行离散组合分析，得到最佳食品添加剂离散组合方案；
47、获取最佳食品添加剂离散组合方案中多组初始剂量调配比例的特性基准，基于多组所述初始剂量调配比例的特性基准构建动态因子模型，基于动态因子模型进行代谢预测，得到若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态；
48、获取人体器官分布结构图，并将人体器官分布结构图划分为若干个子分布区域，基于不同预设剂量的毒理评估值计算各子分布区域的病变概率，得到病变概率分布图，通过病变概率分布图对若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态进行安全性分析以调整食品添加剂剂量比例，得到第一剂量比例调配方案；
49、获取不同年龄阶段食用经过第一剂量比例调配方案制作的目标食品成品后的多组历史人体病理指标值，创建历史人体病例指标评估雷达图，结合所述历史人体病例指标评估雷达图与合格人体病例指标评估雷达图之间的方差临界值绘制cubic splines样条曲线并计算安全剂量，得到第二剂量比例调配方案。
50、本发明解决了背景技术中存在的技术缺陷，本发明的有益技术效果在于：
51、根据目标食品的预期感官特性阈值和预期理化特性阈值导入逻辑回归模型中识别并进行离散组合分析，得到最佳食品添加剂离散组合方案；基于多组最佳食品添加剂离散组合方案中初始剂量调配比例所述初始剂量调配比例的特性基准构建动态因子模型，基于动态因子模型对进行代谢预测，得到若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态；基于不同预设剂量的毒理评估值计算人体器官分布结构图中各子分布区域的病变概率，通过病变概率分布图对若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态进行安全性分析以调整食品添加剂剂量比例，得到第一剂量比例调配方案；创建历史人体病例指标评估雷达图，结合所述历史人体病例指标评估雷达图与合格人体病例指标评估雷达图之间的方差临界值绘制cubic splines样条曲线并计算安全剂量，得到第二剂量比例调配方案。本发明能够在食品生产中对加入的新型食品添加剂剂量进行合理安全的分析并调配，以确保顾客使用食品时的安全系数，减小食品添加剂对人体的病害。
1.一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法，其特征在于，所述预设目标食品的预期感官特性阈值以及预期理化特性阈值，基于目标食品的产品要求构建逻辑回归模型，根据预期感官特性阈值和预期理化特性阈值导入逻辑回归模型中识别并进行离散组合分析，得到最佳食品添加剂离散组合方案，具体包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法，其特征在于，所述获取最佳食品添加剂离散组合方案中多组初始剂量调配比例的特性基准，基于多组所述初始剂量调配比例的特性基准构建动态因子模型，基于动态因子模型进行代谢预测，得到若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法，其特征在于，所述获取人体器官分布结构图，并将人体器官分布结构图划分为若干个子分布区域，基于不同预设剂量的毒理评估值计算各子分布区域的病变概率，得到病变概率分布图，通过病变概率分布图对若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态进行安全性分析以调整食品添加剂剂量比例，得到第一剂量比例调配方案，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法，其特征在于，所述将若干个代谢预测途径以及代谢预测途径的分布状态配准于病变概率分布图中进行关联分析计算，生成关联分析结果，根据关联分析结果调整最佳食品添加剂离散组合方案的若干组初始剂量调配比例，得到第一剂量比例调配方案，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法，其特征在于，所述获取不同年龄阶段食用经过第一剂量比例调配方案制作的目标食品成品后的多组历史人体病理指标值，创建历史人体病例指标评估雷达图，结合所述历史人体病例指标评估雷达图与合格人体病例指标评估雷达图之间的方差临界值绘制cubic splines样条曲线并计算安全剂量，得到第二剂量比例调配方案，具体包括以下步骤：
7.一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配系统，其特征在于，所述一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法程序，所述一种基于安全性分析的新型食品添加剂剂量调配方法程序被所述处理器执行时，实现以下步骤：
