国产伦理一区二区三区,精品国产三级A在线观看,搡bbbb搡bbb搡五十,亚洲欧美日韩另类丝袜一区

020-8288 0288

高光譜成像技術(shù)牛奶蛋白含量的實(shí)驗(yàn)室研究

發(fā)布時間:2025-01-08
瀏覽次數(shù):66

牛奶作為人們?nèi)粘I钪兄匾臓I養(yǎng)來源,其蛋白質(zhì)含量是衡量其營養(yǎng)價值的關(guān)鍵指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的牛奶蛋白含量檢測方法,如凱氏定氮法、高效液相色譜法等,雖然能夠得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果,但存在耗時長、成本高、操作復(fù)雜等問題,難以滿足現(xiàn)代乳業(yè)快速、高效、低成本的質(zhì)量檢測需求。高光譜成像技術(shù)牛奶蛋白含量實(shí)驗(yàn)室研究應(yīng)運(yùn)而生,并在牛奶蛋白含量檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力,為乳業(yè)質(zhì)檢帶來了革命性的變革。

牛奶作為人們?nèi)粘I钪兄匾臓I養(yǎng)來源,其蛋白質(zhì)含量是衡量其營養(yǎng)價值的關(guān)鍵指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的牛奶蛋白含量檢測方法,如凱氏定氮法、高效液相色譜法等,雖然能夠得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果,但存在耗時長、成本高、操作復(fù)雜等問題,難以滿足現(xiàn)代乳業(yè)快速、高效、低成本的質(zhì)量檢測需求。高光譜成像技術(shù)牛奶蛋白含量實(shí)驗(yàn)室研究應(yīng)運(yùn)而生,并在牛奶蛋白含量檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力,為乳業(yè)質(zhì)檢帶來了革命性的變革。

image.png





高光譜成像技術(shù)概述

高光譜成像技術(shù)是一種結(jié)合了光學(xué)成像和光譜分析的先進(jìn)技術(shù),能夠在同一時間內(nèi)獲取目標(biāo)物體的圖像信息和光譜信息。其基本原理是利用高光譜成像儀對目標(biāo)物體進(jìn)行掃描,獲取其在不同波長下的反射光譜圖像,然后通過分析這些光譜圖像中的特征信息,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物體成分的定性和定量分析。高光譜成像技術(shù)具有光譜分辨率高、成像速度快、非接觸無損檢測等優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)?fù)雜樣品進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的成分分析。


本文采用機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合高光譜成像技術(shù)對牛奶蛋白含量進(jìn)行定量評估,為市場上牛奶蛋白質(zhì)含量檢測提供一種可行方案,具體的研究工作和結(jié)論如下:

一、實(shí)驗(yàn)材料

分別選購了蒙牛、新希望、伊利、光明等7個不同品牌的純牛奶,將其存放在冰箱中。蛋白質(zhì)含量如表1所示。

image.png

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本文應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī),可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FP130進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm,波長分辨率優(yōu)于2.5nm,可達(dá)1200個光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區(qū)域波段選擇)。

image.png

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)置方法

利用高光譜儀采集牛奶樣本的高光譜圖像,對每一種類別的牛奶分別采集三次樣品,然后從 ENVI5.3選擇一張比較清晰的圖像,采集的光譜圖像為 777x1004像素的分辨率。高光譜成像儀曝光時間選10ms,像元混合次數(shù)為6次,分辨率4.8nm,平均間隔0.8nm,垂直距離30cm,采集條件:室溫(23~25°C)。拍攝時將成像光譜儀和掃描云臺安裝在一起,最后利用ENVI軟件從高光譜像中導(dǎo)出牛奶的平均光譜數(shù)據(jù)"

image.png

四、高光譜數(shù)據(jù)的提取與預(yù)處理

從高光譜圖像中提取高光譜反射率數(shù)據(jù)是傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)建模的基礎(chǔ),一般通過提取感興趣區(qū)域(ROD)中所有像素的光譜反射率平均值得到樣本的光譜反射率數(shù)據(jù)。本文用ENVI軟件打開校正后的牛奶樣品高光譜圖像,用矩形工具選擇每張高光譜圖像中心附近的像素作為感興趣區(qū)域(ROI),每張高光譜圖像共選取30個ROI7張高光譜圖像共選擇210個ROI,計(jì)算ROI中所有像素的光譜反射率平均值作為該樣品的光譜數(shù)據(jù),共 210條光譜數(shù)據(jù)。其中光譜數(shù)據(jù)以ASCI的格式保存,下圖為提取ROI的過程。

image.png


高光譜成像技術(shù)在牛奶蛋白含量檢測中的應(yīng)用

技術(shù)優(yōu)勢

快速高效:傳統(tǒng)的牛奶蛋白含量檢測方法需要對樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理,如溶解、過濾、衍生化等,耗時較長。而高光譜成像技術(shù)可以直接對牛奶樣品進(jìn)行檢測,無需繁瑣的前處理步驟,大大縮短了檢測時間,提高了檢測效率。例如,采用高光譜成像技術(shù)對牛奶樣品進(jìn)行掃描,可以在幾分鐘內(nèi)完成一個樣品的檢測,而傳統(tǒng)的檢測方法可能需要幾十分鐘甚至幾個小時。


無損檢測:高光譜成像技術(shù)是一種非接觸式的檢測方法,不會對牛奶樣品造成任何破壞,保證了樣品的完整性和安全性。這對于一些珍貴的樣品或者需要進(jìn)一步分析的樣品來說,具有重要的意義。


高精度:高光譜成像技術(shù)能夠獲取牛奶樣品在不同波長下的光譜信息,通過分析這些光譜信息中的特征波長和特征峰,可以實(shí)現(xiàn)對牛奶蛋白含量的高精度檢測。研究表明,采用高光譜成像技術(shù)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法,對牛奶蛋白含量進(jìn)行預(yù)測,其檢測精度可以達(dá)到95%以上。


多組分同時檢測:除了牛奶蛋白含量,高光譜成像技術(shù)還可以同時檢測牛奶中的其他成分,如脂肪、乳糖、水分等。這為全面評估牛奶的質(zhì)量提供了便利,減少了檢測成本和時間。


應(yīng)用案例

牛奶品牌質(zhì)量檢測:在市場上,不同品牌的牛奶質(zhì)量參差不齊,消費(fèi)者難以辨別。利用高光譜成像技術(shù),可以對不同品牌的牛奶進(jìn)行快速檢測,獲取其蛋白質(zhì)含量等關(guān)鍵指標(biāo),為消費(fèi)者提供可靠的質(zhì)量參考。例如,研究人員搭建了高光譜成像系統(tǒng),采集了市面上7種品牌牛奶的高光譜圖像,通過分析光譜數(shù)據(jù),準(zhǔn)確預(yù)測了各品牌牛奶的蛋白質(zhì)含量。


牛奶生產(chǎn)過程監(jiān)控:在牛奶的生產(chǎn)過程中,蛋白含量的變化會影響牛奶的品質(zhì)和口感。通過在生產(chǎn)線上安裝高光譜成像設(shè)備,可以實(shí)時監(jiān)測牛奶的蛋白含量,及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常情況,從而保證牛奶的穩(wěn)定質(zhì)量和產(chǎn)量。


高光譜成像技術(shù)對乳業(yè)質(zhì)檢的變革影響

提升檢測效率和準(zhǔn)確性

高光譜成像技術(shù)的應(yīng)用,使得牛奶蛋白含量檢測從傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室分析轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖?、現(xiàn)場的檢測模式,大大提高了檢測效率。同時,其高精度的檢測結(jié)果,減少了人為操作誤差,提高了檢測的準(zhǔn)確性,為乳業(yè)質(zhì)量控制提供了更加可靠的依據(jù)。


促進(jìn)生產(chǎn)過程優(yōu)化

通過對牛奶蛋白含量等關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時監(jiān)測,企業(yè)可以更好地了解生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié),及時調(diào)整生產(chǎn)工藝和參數(shù),優(yōu)化生產(chǎn)流程。例如,當(dāng)發(fā)現(xiàn)牛奶蛋白含量低于標(biāo)準(zhǔn)時,可以立即檢查原料奶的質(zhì)量、加工過程中的溫度和時間等因素,采取相應(yīng)的措施進(jìn)行改進(jìn),從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。


增強(qiáng)市場競爭力

高質(zhì)量的乳制品是企業(yè)贏得市場的重要因素。高光譜成像技術(shù)能夠?yàn)槿橹破菲髽I(yè)提供準(zhǔn)確的質(zhì)量檢測數(shù)據(jù),幫助企業(yè)生產(chǎn)出符合消費(fèi)者需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。同時,企業(yè)還可以利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行市場分析和產(chǎn)品定位,制定更加精準(zhǔn)的營銷策略,增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力。


提高消費(fèi)者信任度

消費(fèi)者對乳制品的安全和質(zhì)量越來越關(guān)注。高光譜成像技術(shù)的應(yīng)用,使得乳制品企業(yè)能夠更加透明地向消費(fèi)者展示產(chǎn)品的質(zhì)量檢測過程和結(jié)果。消費(fèi)者可以通過掃描產(chǎn)品包裝上的二維碼等方式,查看產(chǎn)品的高光譜檢測報(bào)告,了解產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量等關(guān)鍵指標(biāo),從而提高消費(fèi)者對產(chǎn)品的信任度。

相關(guān)產(chǎn)品

聯(lián)系我們

Contact us
廣東賽斯拜克技術(shù)有限公司
  • 地址:廣州市增城區(qū)新城大道400號智能制造中心33號樓601
  • 電話:020-8288 0288   13500023589
  • 郵箱:3nh@3nh.com
  • 網(wǎng)址:http://se711.cn
Copyright © 2024 廣東賽斯拜克技術(shù)有限公司 版權(quán)所有
  • 公司聯(lián)系方式
    QQ
  • 網(wǎng)站首頁
    首頁
  • 公司聯(lián)系電話
    電話
  • 返回
    返回頂部