高光譜成像儀用于豬肉品質(zhì)的無(wú)損檢測(cè)
發(fā)布時(shí)間:2023-06-09
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近年來(lái),隨著人們生活水平的不斷提高,消費(fèi)者對(duì)豬肉品質(zhì)的要求越來(lái)越高。目前,國(guó)內(nèi)檢測(cè)豬肉品質(zhì)評(píng)判指標(biāo)的手段基本上都是采用感官評(píng)定判別和理化指標(biāo)檢測(cè)。這類(lèi)評(píng)價(jià)方法主觀性強(qiáng),且對(duì)樣品的破壞性較大,無(wú)法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)快速檢測(cè)的需求。為了快速且對(duì)樣品進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),就可以使用高光譜成像儀?。
近年來(lái),隨著人們生活水平的不斷提高,消費(fèi)者對(duì)豬肉品質(zhì)的要求越來(lái)越高。目前,國(guó)內(nèi)檢測(cè)豬肉品質(zhì)評(píng)判指標(biāo)的手段基本上都是采用感官評(píng)定判別和理化指標(biāo)檢測(cè)。這類(lèi)評(píng)價(jià)方法主觀性強(qiáng),且對(duì)樣品的破壞性較大,無(wú)法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)快速檢測(cè)的需求。為了快速且對(duì)樣品進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),就可以使用高光譜成像儀。
豬肉品質(zhì)的傳統(tǒng)檢測(cè)方法:
傳統(tǒng)檢測(cè)豬肉品質(zhì)的方法包括感官評(píng)定判別、理化指標(biāo)檢測(cè)和微生物檢測(cè)。
感官評(píng)定判別回是指經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練的評(píng)價(jià)人員運(yùn)用自身的主觀感受如視覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)和味覺(jué)等,對(duì)豬肉的色澤、粘彈性、氣味、口感等進(jìn)行整體觀察評(píng)價(jià)。這種方法是國(guó)家認(rèn)可的最簡(jiǎn)單、快速、價(jià)格便宜的評(píng)判方法,不需要使用任何的實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)試劑;但是,評(píng)定判別結(jié)果容易受到評(píng)價(jià)人員的性別、年齡、身體狀況和主觀情緒甚至外界環(huán)境因素干擾的影響,從而使用該方法得不到較客觀的結(jié)果。
理化指標(biāo)檢測(cè)是指利用物理或化學(xué)實(shí)驗(yàn)的分析方法對(duì)豬肉的嫩度、持水力、新鮮度、肌內(nèi)脂肪、蛋白質(zhì)和pH值等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。如檢測(cè)豬肉嫩度的常用理化方法有剪切力,檢測(cè)豬肉持水力的方法有滴水損失、蒸煮損失和解凍損失等,豬肉新鮮度可以通過(guò)測(cè)定揮發(fā)性鹽基氮含量、生物胺含量、總氮含量和硫化氫含量等進(jìn)行表征。微生物檢測(cè)是指通過(guò)測(cè)定豬肉中的細(xì)菌或大腸桿菌的總菌落數(shù)來(lái)評(píng)定豬肉腐敗變質(zhì)的程度。理化指標(biāo)檢測(cè)和微生物檢測(cè)方法精準(zhǔn)度高、客觀可信,但是檢測(cè)前處理繁瑣、所需時(shí)間長(zhǎng)、耗費(fèi)化學(xué)試劑,更重要的是檢測(cè)過(guò)程要對(duì)豬肉進(jìn)行破壞處理(如絞碎),這些局限性都不利于豬肉的現(xiàn)代加工生產(chǎn)和市場(chǎng)流通。
豬肉品質(zhì)的傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)方法:
目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)豬肉品質(zhì)的無(wú)損檢測(cè)進(jìn)行了大量的探索和研究,很多無(wú)損檢測(cè)技術(shù)(如近紅外光譜技術(shù)、計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)等)已開(kāi)始被運(yùn)用于豬肉品質(zhì)的檢測(cè)研究中,并取得了一定的成果。豬肉中的有機(jī)物如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等都含有各種含氫基團(tuán),通過(guò)這些含氫基團(tuán)在近紅外區(qū)域的倍頻或合頻吸收峰可以檢測(cè)豬肉的內(nèi)部信息。由于近紅外光譜技術(shù)具有快速、簡(jiǎn)便特點(diǎn),因而得到許多研究工作者的青睞,被廣泛應(yīng)用。豬肉的外觀顏色和表面紋理是評(píng)判豬肉品質(zhì)的重要指標(biāo),計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在快速獲取樣本的外觀顏色、形狀大小和表面紋理特征等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),因此被大量應(yīng)用于肉類(lèi)和其他食品質(zhì)量的實(shí)時(shí)在線判別中。然而,近紅外光譜技術(shù)只能獲取樣本的內(nèi)部單點(diǎn)信息;計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)只能捕捉到樣本的外部信息,這樣單一技術(shù)的片面信息并不足夠用來(lái)反映豬肉品質(zhì)的整體變化。
高光譜成像儀用于豬肉品質(zhì)的無(wú)損檢測(cè):
高光譜成像技術(shù)是一項(xiàng)能夠同時(shí)獲取樣本的光譜信息和圖像信息的新興技術(shù)。由高光譜成像系統(tǒng)獲取的高光譜圖像是一系列波長(zhǎng)下二維圖像組成的三維數(shù)據(jù)塊,光譜信息可以反映豬肉內(nèi)部主要成分(蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等)的變化,二維圖像信息可以反映豬肉外部形狀、宏觀紋理特征的變化,“圖譜合一”的特點(diǎn)讓高光譜成像技術(shù)倍受歡迎,并開(kāi)始被嘗試運(yùn)用到肉品品質(zhì)的檢測(cè)中。
高光譜成像儀可以獲取多個(gè)光譜圖像信息,光譜圖像是具有多個(gè)離散波長(zhǎng)下的圖像組成的三維數(shù)據(jù)塊,可以對(duì)樣本成分組成、分布狀態(tài)、表面紋理進(jìn)行觀測(cè)分析。相對(duì)于單一波長(zhǎng)的成像系統(tǒng),高光譜成像系統(tǒng)能夠獲得更為全面的樣本信息。因此,高光譜成像技術(shù)在地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生命狀態(tài)觀測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。相對(duì)比傳統(tǒng)檢測(cè)豬肉品質(zhì)的方法,高光譜成像是一種快速、不耗費(fèi)化學(xué)試劑環(huán)境友好型的、對(duì)樣本沒(méi)有損壞的新興技術(shù)。與近紅外光譜技術(shù)和計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)相比,它集合了傳統(tǒng)的光譜與圖像,可以同時(shí)獲取樣本的光譜信息和空間信息,更能整體全面反映樣本。與傳統(tǒng)高光譜技術(shù)相比,高光譜技術(shù)具有較簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)且成本價(jià)格低,更適合用于食品品質(zhì)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。正是這些優(yōu)點(diǎn)使得高光譜成像技術(shù)被廣泛應(yīng)用在食品安全特別是肉和肉制品的質(zhì)量與安全領(lǐng)域。
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