高光谱成像技术在鱼肉品质快速检测中的应用

鱼肉以其低脂高蛋白且易于吸收而受到人们的青睐，但鱼肉在存储和运输的过程中，很容易在微生物和酶的作用下发生变质，影响鱼肉的外观色泽和品质。因此，实现鱼肉品质的实时监测和安全监测显得很重要。本文介绍了高光谱成像技术在鱼肉品质快速检测中的应用，感兴趣的朋友可以了解一下！

鱼肉品质检测常规方法：

鱼肉品质的概念比较宽泛，根据国内外的研究成果，鱼肉品质检测的常规方法有很多种，目前许多都涉及生物化学、生理、物理、化学和一系列微生物特性。

1.感官评价方法

感官评价主要是专门的感官人员通过嗅觉、视觉、味觉、触觉和听觉对鱼肉、鱼体的肉色、嫩度、气味、花纹、质地等基本参数指标及其特征来进行判断的一种方法。质量指数方法（QIM）和欧盟方法（EU scheme）是当下最常用到的两种感官评价方法。虽然感官评价法能简洁快速得出结论，且不需要仪器的辅助，但是由于它主要是依靠经验为主的检测，受到检验人员主观性和片面性的限制，且对于水产品腐败初期和微生物的分解产物难以得出正确结论，要准确判定水产品的鲜度通常还需要辅以实验室检测。

2.物理指标评价方法

关于鱼肉的物理指标评价方法主要包括：电特参数测量、僵硬指数、质构参数、系水力等，以系水力指标为例。保持其原有水分与添加水分的能力，是衡量肉品质的重要指标，直接影响营养、口感、香气、多汁性、质构等品质，由于系水力不良，会在肉类生产、运输、销售过程中大量液体流出，营养和风味损失严重，品质降低，严重经济效益。滴水损失法是新鲜肉类系水力常规测试方法，这种方法是从零售肉出现水分渗出现象发展而来的，简单易行。指的是肌肉在冷藏条件下不施加任何外力只受重力作用的悬挂一定时间，肌肉蛋白质系统的液体损失值与最初重量的比值。肌肉水分损失越小，系水力越好。虽然这种方法结果可靠且操作简单，但是检测时间过长而无法保证数据实时性，不能满足实时快速在线的检测要求。

3.化学指标评价方法

化学指标评价是通过化学分析的方法检测鱼体与新鲜度相关的化学物质的含量。这些化学指标主要为主要为：挥发性盐基氮、K值、三甲胺。这些化学指标都能在一定程度上反应鱼的新鲜度，但是鱼死后的体内的生理变化相当复杂，仅仅通过一个指标来评价其鲜度是不全面、不科学的，需要综合多个指标进行评价。然而，化学实验操作复杂耗时长，容易延误鲜度评价时间，不能实现快速检测。

高光谱成像技术在鱼肉品质快速检测中的应用：

高光谱成像技术是新兴的、快速、无损的检测技术，将传统的光谱分析与机器视觉有机地结合在一起，可以同时获得图像上每个像素点的连续光谱信息和每个光谱波段的连续图像信息，其光谱信息能反映样本的化学成分和组织结构，图像信息能反映样本的空间分布、外部属性和几何结构。因此高光谱图像能对样本的多方面物理、化学信息进行空间维的可视化表达。与多光谱成像相比，高光谱成像仪器可以在很窄的光谱波段内连续采集图像，有很高的光谱分辨率，通常精度可达到2-3nm，能得到上百条波段的连续图像，以充分反映样本光谱信息的细微变化。高光谱图像是一系列光波波长的光学图像组成的图像块，应用较多的光谱波段是可见光（400-780nm）和近红外光（780-2500nm）波段。

高光谱成像技术结合了光谱技术和图像处理技术的双重优势，既有光谱技术的优点：快速、高效、测量简单方便、非破坏性分析、多组分同时测定、样品不需预处理或预处理简单、可实现实时分析，又融合了图像技术的优点：可视化、直观形象、再现性好、处理精度高、适用面宽、灵活性高。光谱技术和图像处理技术的融合与交叉，使得光谱信息和图像信息取得双赢效果，都发挥出远大于自身的功用。例如，可以先通过光谱分析方法选择具有代表性的特征波长，再提取特征波长图像的纹理等图像信息进行更深入的分析；可以应用光谱分析方法定量测定样本图像每个像素点的化学成分含量和品质参数，再在图像上进行空间维的显示。

高光谱成像技术作为一种绿色环保的检测技术，具有准确、无损、绿色与环保等特点，在鱼肉品质检测的研究中所建立的模型预测效果良好，在未来鱼肉的品质无损检测方向具有良好的应用前景。