高光谱成像仪用于猪肉品质的无损检测

近年来，随着人们生活水平的不断提高，消费者对猪肉品质的要求越来越高。目前，国内检测猪肉品质评判指标的手段基本上都是采用感官评定判别和理化指标检测。这类评价方法主观性强，且对样品的破坏性较大，无法满足现代化生产快速检测的需求。为了快速且对样品进行无损检测，就可以使用高光谱成像仪。

猪肉品质的传统检测方法：

传统检测猪肉品质的方法包括感官评定判别、理化指标检测和微生物检测。

感官评定判别回是指经过专业训练的评价人员运用自身的主观感受如视觉、触觉、嗅觉和味觉等，对猪肉的色泽、粘弹性、气味、口感等进行整体观察评价。这种方法是国家认可的最简单、快速、价格便宜的评判方法，不需要使用任何的实验仪器、实验试剂；但是，评定判别结果容易受到评价人员的性别、年龄、身体状况和主观情绪甚至外界环境因素干扰的影响，从而使用该方法得不到较客观的结果。

理化指标检测是指利用物理或化学实验的分析方法对猪肉的嫩度、持水力、新鲜度、肌内脂肪、蛋白质和pH值等指标进行测定。如检测猪肉嫩度的常用理化方法有剪切力，检测猪肉持水力的方法有滴水损失、蒸煮损失和解冻损失等，猪肉新鲜度可以通过测定挥发性盐基氮含量、生物胺含量、总氮含量和硫化氢含量等进行表征。微生物检测是指通过测定猪肉中的细菌或大肠杆菌的总菌落数来评定猪肉腐败变质的程度。理化指标检测和微生物检测方法精准度高、客观可信，但是检测前处理繁琐、所需时间长、耗费化学试剂，更重要的是检测过程要对猪肉进行破坏处理（如绞碎），这些局限性都不利于猪肉的现代加工生产和市场流通。

猪肉品质的传统无损检测方法：

目前，国内外学者对猪肉品质的无损检测进行了大量的探索和研究，很多无损检测技术（如近红外光谱技术、计算机机器视觉技术等）已开始被运用于猪肉品质的检测研究中，并取得了一定的成果。猪肉中的有机物如蛋白质、脂肪、碳水化合物等都含有各种含氢基团，通过这些含氢基团在近红外区域的倍频或合频吸收峰可以检测猪肉的内部信息。由于近红外光谱技术具有快速、简便特点，因而得到许多研究工作者的青睐，被广泛应用。猪肉的外观颜色和表面纹理是评判猪肉品质的重要指标，计算机机器视觉技术在快速获取样本的外观颜色、形状大小和表面纹理特征等方面具有独特的优势，因此被大量应用于肉类和其他食品质量的实时在线判别中。然而，近红外光谱技术只能获取样本的内部单点信息；计算机机器视觉技术只能捕捉到样本的外部信息，这样单一技术的片面信息并不足够用来反映猪肉品质的整体变化。

高光谱成像仪用于猪肉品质的无损检测：

高光谱成像技术是一项能够同时获取样本的光谱信息和图像信息的新兴技术。由高光谱成像系统获取的高光谱图像是一系列波长下二维图像组成的三维数据块，光谱信息可以反映猪肉内部主要成分（蛋白质、脂肪和碳水化合物等）的变化，二维图像信息可以反映猪肉外部形状、宏观纹理特征的变化，“图谱合一”的特点让高光谱成像技术倍受欢迎，并开始被尝试运用到肉品品质的检测中。

高光谱成像仪可以获取多个光谱图像信息，光谱图像是具有多个离散波长下的图像组成的三维数据块，可以对样本成分组成、分布状态、表面纹理进行观测分析。相对于单一波长的成像系统，高光谱成像系统能够获得更为全面的样本信息。因此，高光谱成像技术在地质勘探、环境监测、生命状态观测等领域得到了广泛的应用。相对比传统检测猪肉品质的方法，高光谱成像是一种快速、不耗费化学试剂环境友好型的、对样本没有损坏的新兴技术。与近红外光谱技术和计算机机器视觉技术相比，它集合了传统的光谱与图像，可以同时获取样本的光谱信息和空间信息，更能整体全面反映样本。与传统高光谱技术相比，高光谱技术具有较简单的数据且成本价格低，更适合用于食品品质实时在线检测。正是这些优点使得高光谱成像技术被广泛应用在食品安全特别是肉和肉制品的质量与安全领域。