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高光谱成像技术在肉类掺杂掺假检测中的应用(一)

发布时间:2023-10-20
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肉类的掺杂掺假是国内外普遍关注的公共安全问题,对社会经济、健康、环境等方面具有潜在影响。高光谱成像技术为肉类掺杂掺假检测提供了无损检测技术。本文主要介绍了肉类掺杂掺假现状以及该技术在这一领域的研究应用现状。

肉类的掺杂掺假是国内外普遍关注的公共安全问题,对社会经济、健康、环境等方面具有潜在影响。高光谱成像技术为肉类掺杂掺假检测提供了无损检测技术。本文主要介绍了肉类掺杂掺假现状以及该技术在这一领域的研究应用现状。


 高光谱相机


肉类掺杂掺假现状

肉类主要包括畜肉、禽肉及鱼虾蟹贝类等,其营养物质丰富,是人类蛋白质、脂肪、维生素等必需物质的优质来源。随着消费者生活水平的提高及饮食结构的改变,动物源蛋白质在饮食中比例逐年提升。

20世纪90年代以来,世界人口对于肉类的消费量增长迅猛,仅2000-2015年即由22499.8万t增加到31928.4万,年均增长达2.4%。在巨大商业利益驱使下,如2013年“马肉风波”与2017年巴西腐肉等事件,以假乱真、以次充好的肉类掺杂掺假现象屡见不鲜。这些不法行为不仅对消费者健康与切身利益造成威胁,甚至对整个行业的健康发展造成不良影响,已成为全球普遍关注的公共问题。

因此,建立快速准确的肉类掺杂掺假检测机制对于肉类品质及安全的有效监管尤为重要。目前,将高光谱成像技术应用于肉类掺杂掺假检测中可以实现样品无损、准确以及快速检测,已成为食品、农产品检测应用领域的一个重要研究方向。

肉类掺杂掺假形式多种多样,且更具技术化及隐形化,常见的形式主要包括4种:

1. 冒充:使用价格低廉的肉类充当高价肉,如鸭肉或者鸡肉冒充牛羊肉等;

2. 替换:利用冷藏的同种肉类替换鲜肉,如变10:38质肉、僵尸肉等;

3. 混人:一般借助肉糜破坏纤维形态结构,将廉价劣质肉类或内脏混人原料肉中以掩人耳目,如肉馅中掺人血脖肉、碎内脏等;

4. 添加:通过添加非肉源性物质实现增重、着色、提味等目的,如“注胶虾”、“注水肉”、肉中掺人大豆蛋白等。

 

高光谱成像技术在肉类掺杂掺假检测


高光谱成像技术在肉类掺杂掺假检测中的应用

在 GB 2760-2011《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中明文规定禁止这种添加行为。肉类的掺杂掺假在健康、道德、宗教和经济等方面对消费者构成了严重威胁。因此,消费者对肉类进行检测以获得实际信息的需求和意愿逐年上涨5。依靠感官或形态学的传统检测方式存在主观性强及易误判等弊端。

目前,客观仪器分析技术主要包括聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)法、电泳分析法”、质谱分析法、酶联免疫吸附测定(enyme linked immunosorbenla,EUSA)法”、色谱分析法、元素分析和同位素分析法(等。它们虽然具有较好的重复性及检测精度,但具有破坏性、需专业人士操作、费时费力、需复杂前处理等缺陷,很难实现大样本量的现场快速检测。

近年来快速光谱检测技术在肉类掺杂掺假检测中已展现出巨大潜力,如拉曼光谱1121、激光诱导击穿光谱13、太赫兹光谱、紫外-可见光谱5、近红外光谱16)、中红外光谱'’和傅里叶变换红外光谱*等,但掺假分布10:38并不一定均匀,单或多点检测不能充分代表整个样品信息,且不具备令其“快速现形”的能力。

高光谱成像技术( hyperspectral imaging, HSI)可以同时获取被测目标光谱和图像信息,其光谱信息能够鉴定内部有机物化学成分。通过获取的图像信息可以很好地反映样品中复杂的非均质特征信息,满足快速检测以及可视化等需求。

 


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