高光譜成像儀用于豬肉品質(zhì)的無損檢測
發(fā)布時間:2023-06-09
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近年來,隨著人們生活水平的不斷提高,消費者對豬肉品質(zhì)的要求越來越高。目前,國內(nèi)檢測豬肉品質(zhì)評判指標的手段基本上都是采用感官評定判別和理化指標檢測。這類評價方法主觀性強,且對樣品的破壞性較大,無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)快速檢測的需求。為了快速且對樣品進行無損檢測,就可以使用高光譜成像儀?。
近年來,隨著人們生活水平的不斷提高,消費者對豬肉品質(zhì)的要求越來越高。目前,國內(nèi)檢測豬肉品質(zhì)評判指標的手段基本上都是采用感官評定判別和理化指標檢測。這類評價方法主觀性強,且對樣品的破壞性較大,無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)快速檢測的需求。為了快速且對樣品進行無損檢測,就可以使用高光譜成像儀。
豬肉品質(zhì)的傳統(tǒng)檢測方法:
傳統(tǒng)檢測豬肉品質(zhì)的方法包括感官評定判別、理化指標檢測和微生物檢測。
感官評定判別回是指經(jīng)過專業(yè)訓練的評價人員運用自身的主觀感受如視覺、觸覺、嗅覺和味覺等,對豬肉的色澤、粘彈性、氣味、口感等進行整體觀察評價。這種方法是國家認可的最簡單、快速、價格便宜的評判方法,不需要使用任何的實驗儀器、實驗試劑;但是,評定判別結果容易受到評價人員的性別、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果。
理化指標檢測是指利用物理或化學實驗的分析方法對豬肉的嫩度、持水力、新鮮度、肌內(nèi)脂肪、蛋白質(zhì)和pH值等指標進行測定。如檢測豬肉嫩度的常用理化方法有剪切力,檢測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測定揮發(fā)性鹽基氮含量、生物胺含量、總氮含量和硫化氫含量等進行表征。微生物檢測是指通過測定豬肉中的細菌或大腸桿菌的總菌落數(shù)來評定豬肉腐敗變質(zhì)的程度。理化指標檢測和微生物檢測方法精準度高、客觀可信,但是檢測前處理繁瑣、所需時間長、耗費化學試劑,更重要的是檢測過程要對豬肉進行破壞處理(如絞碎),這些局限性都不利于豬肉的現(xiàn)代加工生產(chǎn)和市場流通。
豬肉品質(zhì)的傳統(tǒng)無損檢測方法:
目前,國內(nèi)外學者對豬肉品質(zhì)的無損檢測進行了大量的探索和研究,很多無損檢測技術(如近紅外光譜技術、計算機機器視覺技術等)已開始被運用于豬肉品質(zhì)的檢測研究中,并取得了一定的成果。豬肉中的有機物如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等都含有各種含氫基團,通過這些含氫基團在近紅外區(qū)域的倍頻或合頻吸收峰可以檢測豬肉的內(nèi)部信息。由于近紅外光譜技術具有快速、簡便特點,因而得到許多研究工作者的青睞,被廣泛應用。豬肉的外觀顏色和表面紋理是評判豬肉品質(zhì)的重要指標,計算機機器視覺技術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特的優(yōu)勢,因此被大量應用于肉類和其他食品質(zhì)量的實時在線判別中。然而,近紅外光譜技術只能獲取樣本的內(nèi)部單點信息;計算機機器視覺技術只能捕捉到樣本的外部信息,這樣單一技術的片面信息并不足夠用來反映豬肉品質(zhì)的整體變化。
高光譜成像儀用于豬肉品質(zhì)的無損檢測:
高光譜成像技術是一項能夠同時獲取樣本的光譜信息和圖像信息的新興技術。由高光譜成像系統(tǒng)獲取的高光譜圖像是一系列波長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”的特點讓高光譜成像技術倍受歡迎,并開始被嘗試運用到肉品品質(zhì)的檢測中。
高光譜成像儀可以獲取多個光譜圖像信息,光譜圖像是具有多個離散波長下的圖像組成的三維數(shù)據(jù)塊,可以對樣本成分組成、分布狀態(tài)、表面紋理進行觀測分析。相對于單一波長的成像系統(tǒng),高光譜成像系統(tǒng)能夠獲得更為全面的樣本信息。因此,高光譜成像技術在地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測、生命狀態(tài)觀測等領域得到了廣泛的應用。相對比傳統(tǒng)檢測豬肉品質(zhì)的方法,高光譜成像是一種快速、不耗費化學試劑環(huán)境友好型的、對樣本沒有損壞的新興技術。與近紅外光譜技術和計算機機器視覺技術相比,它集合了傳統(tǒng)的光譜與圖像,可以同時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)高光譜技術相比,高光譜技術具有較簡單的數(shù)據(jù)且成本價格低,更適合用于食品品質(zhì)實時在線檢測。正是這些優(yōu)點使得高光譜成像技術被廣泛應用在食品安全特別是肉和肉制品的質(zhì)量與安全領域。
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