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新聞資訊

使用方法 測量案例 常見問題

高光譜成像儀羊肉摻假可視化無損定量檢測

一、引言


食品安全問題一直是社會關(guān)注的熱點(diǎn),特別是在食品摻假問題上。近年來,由于羊肉的需求量增加,羊肉摻假現(xiàn)象也日益嚴(yán)重。這不僅侵犯了消費(fèi)者的權(quán)益,也給人們的健康帶來了潛在威脅。因此,發(fā)展有效的檢測手段,對羊肉進(jìn)行無損定量檢測,對于保障食品安全具有重要意義。高光譜成像技術(shù),作為一種新型的檢測手段,具有同時獲取樣品的光譜信息和圖像信息的能力,為羊肉摻假檢測提供了新的可能性。

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二、高光譜成像技術(shù)原理


高光譜成像技術(shù)是一種結(jié)合了光譜學(xué)和數(shù)字圖像處理的技術(shù)?;驹硎抢霉庾V儀在各個波長上測量物體的反射或發(fā)射光,然后通過算法將每個像素點(diǎn)的光譜信息轉(zhuǎn)化為高維數(shù)據(jù)立方體。這樣,每個像素點(diǎn)不僅具有空間信息,還包含了其特有的光譜信息,這使得我們可以在圖像中識別和區(qū)分各種物質(zhì)。


三、羊肉摻假無損檢測應(yīng)用

本研究應(yīng)用了400-1000nm波段和900-1700 nm的高光譜成像儀,可采用廣州保來發(fā)公司賽斯拜克產(chǎn)品SC230進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm,波長分辨率優(yōu)于2.5nm,可達(dá)1200個光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區(qū)域波段選擇)。

高光譜成像儀SineSpec?系列

? ? ? ?試驗(yàn)擬選取高品質(zhì)解凍狀態(tài)下的羊肉為摻假對象,以價格相對較低的鴨肉進(jìn)行摻雜,采集樣品在可見——近紅外(400~1 000 nm)和短波近紅外(900~1700 nm)兩個波段范圍內(nèi)的高光譜信息,通過選取合適的預(yù)處理方法建立定量模型,并選取最優(yōu)的模型進(jìn)行圖像反演,提出一種快速檢測羊肉摻假鴨肉的快速定量檢測可視化方法,以期為羊肉摻假的定量檢測提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。


? ? ?(1)對于400~1000 nm波段來說,采用歸一化預(yù)處理后建立的全波段PLS模型精度最高;對于900~1700 nm 波段來說,采用 SNV 預(yù)處理后建立的全波段PLS模型精度最高。對最佳預(yù)處理方法下的兩個光譜波段進(jìn)行波長選擇,發(fā)現(xiàn) SPA 方法在消除多重共線性的基礎(chǔ)上,挑選出的波長之間的共線性最小且具有代表性,能進(jìn)一步提升模型的精度和簡潔度。
? ? ?(2)在900~1700 nm波段范圍內(nèi)含有的與肉類組成相關(guān)的基團(tuán)信息更多,更能反映肉類的特征信息,可能更適合于進(jìn)行肉類摻假的識別。為擴(kuò)大模型的全面性和適用性,試驗(yàn)還需延伸至長波近紅外譜段(1 700~2500 nm);同時,試驗(yàn)中選取高品質(zhì)的羊肉和鴨肉均為當(dāng)?shù)爻械某善钒b,后續(xù)模型能否適用于不同環(huán)境(溫度、濕度、形態(tài)等)、不同品種、不同品質(zhì)、不同喂養(yǎng)方式和不同新鮮度下的羊肉摻假研究,需進(jìn)一步地驗(yàn)證探討。



四、前景展望


高光譜成像技術(shù)在羊肉摻假檢測上的應(yīng)用,無疑為食品安全的保障提供了新的強(qiáng)有力的工具。然而,此項(xiàng)技術(shù)仍存在一些挑戰(zhàn),如高光譜圖像的獲取、數(shù)據(jù)處理和分析的復(fù)雜性,以及設(shè)備成本較高的問題。因此,未來的研究應(yīng)聚焦于如何優(yōu)化設(shè)備、簡化數(shù)據(jù)處理流程,以及如何進(jìn)一步提高檢測的精度和速度。


隨著科技的進(jìn)步,我們有理由相信,高光譜成像技術(shù)將在未來的食品檢測中發(fā)揮更大的作用,為食品安全保駕護(hù)航。


五、結(jié)論


高光譜成像技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢,為羊肉摻假檢測提供了新的解決方案。通過無損的檢測方式,不僅能夠發(fā)現(xiàn)羊肉是否摻假,還能夠?qū)郊俚某潭冗M(jìn)行定量分析。這無疑將對羊肉質(zhì)量的監(jiān)控起到重要的推動作用,也將對食品安全領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。盡管這項(xiàng)技術(shù)還存在一些挑戰(zhàn),但隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,我們有理由相信這些問題將會得到有效的解決。因此,高光譜成像技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景和深遠(yuǎn)的發(fā)展?jié)摿Α?/span>



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