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高光谱成像仪在冷鲜猪肉品质快速无损检测中的应用

发布时间:2024-04-26
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猪肉作为一种营养丰富的健康食品,它能提供优质蛋白质、维生素和矿物质,因而是人们日常生活及肉品工业中不可或缺的原料。但猪肉在存储、运输的过程中极易发生变质,因此实现猪肉品质的实时监测和安全检测很重要。本文介绍了高光谱成像仪​在冷鲜猪肉品质快速无损检测中的应用。

猪肉作为一种营养丰富的健康食品,它能提供优质蛋白质、维生素和矿物质,因而是人们日常生活及肉品工业中不可或缺的原料。但猪肉在存储、运输的过程中极易发生变质,因此实现猪肉品质的实时监测和安全检测很重要。本文介绍了高光谱成像仪在冷鲜猪肉品质快速无损检测中的应用。

猪肉

冷鲜猪肉品质传统检测方法:

长期以来,在我国居民的膳食结构中,肉类占据着重要地位。在肉类消费中,猪肉又居于主导地位。因此,猪肉品质安全是关系国计民生的大事,做好猪肉品质检测对于猪肉品质安全控制、保障居民的食肉安全有着重要的现实意义。目前,猪肉品质检测大多停留在感官评价和理化分析阶段,感官评判是由训练有素的专业评审人员对肉品的外观、香味、滋味和口感等感官指标进行逐一评判来判别其品质好坏。感官评判的结果易受到个人经验、性别、精神状态、身体状况、地域环境等因素的干扰而改变,从而影响评判结果的准确性。因此,感官评价主观性强,一致性差。

理化分析方法是利用物理和化学分析的手段对肉品品质进行检测,虽然其测量精度高、结果客观可信,但是会破坏被测样本、步骤繁琐、检测时间长、费用高。因此,感官评价和理化分析方法均不利于肉类产品流通中的快速检测,需要探索较为适用的无损检测方法。

近年来,随着高光谱成像技术的不断完善与发展,高光谱成像仪被广泛的应用于农畜产品无损检测领域。它能同时检测农畜产品的内部品质和外部品质,具有分辨率高、样品无需预处理、操作简便、非破坏性、测试重现性好等特点。

高光谱成像仪

高光谱成像仪在冷鲜猪肉品质快速无损检测中的应用:

高光谱成像技术是近二十年来发展起来的一种多学科交叉的新兴的检测技术,它集中了光学、电子学、计算机科学、数理统计、模式识别等领域的先进技术。高光谱成像技术是光谱技术和传统的二维成像技术有机融合的产物,因此,采用该技术获取的高光谱数据是一个数据立方体,如下图所示。高光谱数据立方体的其中二维是图像像素的x和y坐标,第三维是波长λ坐标,从高光谱数据立方体中可以提取样本某个波长点的样本二维图像信息,也可以提取样本某点或某个区域在各个波长点处的吸光度值,即可以提取样本各点处的光谱信息。

高光谱数据立方体

图像信息能够反映目标样本的外部特征属性如形状、大小、颜色、纹理等,而光谱信息则能反映目标样本的内部特征属性如化学成分和组织结构特性等。因此,高光谱成像技术能同时检测目标样本的物理和化学信息并通过图像处理算法实现其含量的分布可视化。基于这些优点,高光谱成像技术在猪肉品质评价和安全性检测上得到了广泛的应用。

高光谱成像技术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。

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