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(jié)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(jié)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(shù)(如近紅外光譜技術(shù)、計算機機器視覺技術(shù)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(shù)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(yīng)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(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特的優(yōu)勢,因此被大量應(yīng)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(shù)只能獲取樣本的內(nèi)部單點信息;計算機機器視覺技術(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(shù)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(shù)。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(shù)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(shù)在地質(zhì)勘探、環(huán)境監(jiān)測、生命狀態(tài)觀測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)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(shù)。與近紅外光譜技術(shù)和計算機機器視覺技術(shù)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(shù)相比,高光譜技術(shù)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(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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