[发明专利]一种基于高光谱成像技术结合波长选择算法串联策略的调理牛排新鲜度快速检测的方法

说明书

本发明属于肉制品质量检测技术领域，涉及一种基于高光谱成像技术结合波长选择算法串联策略的调理牛排新鲜度快速检测的方法；首先准备n个调理牛排样本并编号，使用高光谱成像采集系统对的调理牛排样本进行光谱图像采集；再使用国标法测定已采集过高光谱数据的调理牛排样本代表肉品新鲜度指标；然后采用ENVI 4.5软件提取调理牛排样本中心感兴趣区域的光谱值，计算光谱平均反射率作为光谱数据，并进行预处理；提取预处理后光谱信息中的特征波长，建立调理牛排新鲜度预测模型；实现对生鲜调理牛排贮藏过程中TVB‑N含量进行快速预测；本发明的表征方法所需时间短，对样品无破坏，设备操作简便，适合进行大批量的快速检测。

技术领域

本发明属于肉制品质量检测技术领域，具体涉及一种基于高光谱成像技术结合波长选择算法串联策略的调理牛排新鲜度快速检测的方法。

背景技术

调理牛排是以牛排为原料，加入适量调味料和食品添加剂，经过切分、滚揉腌制等过程加工而成的肉制品，因其滋味鲜美、食用方便等特点而深受消费者喜爱。为了使牛排能够较好的保留原有的滋味和营养通常选用冷藏的储运方式，但在该方式下保存的牛排货架期较短、价格也较高。并且由于调理牛排中加入了调味料进行腌制，当牛排超过货架期变质时，散发的腐败气味易被调料气味掩蔽，使得消费者难以分辨其新鲜度。目前市场上存在售卖超过货架期的调理牛排的现象，食用将损害人体健康损，这一问题在冷鲜调理牛排的销售中更为突出。

挥发性盐基氮(Total volatile basic nitrogen,TVB-N)是由于微生物分解蛋白质产生的具有挥发性的氨和胺类等碱性含氮物质的总称，可以有效地表征肉品新鲜度。但测定TVB-N含量的化学方法操作繁琐耗时，且对检测样本有破坏性，因此研究快速检测调理牛排新鲜度方法以确保食品安全具有重要意义。

近年来，高光谱成像技术因其获得信息全面，快速无损等优点，已广泛应用于肉品品质检测。由于肉品发生腐败时产生的TVB-N将会引起一定波长下光谱吸收强度的变化，所以通过吸收强度的大小结合化学计量学方法可以定量分析TVB-N含量。但是高光谱数据包含的信息量巨大且冗杂，因此可以将波长选择方法串联使用以筛选特征波长、去除无效信息从而提升模型效率和精度，获得更佳的建模效果。波长选择方法可以分为波长区间选择和波长点选择。波长区间选择方法以一组连续波长为基本单位进行波长筛选，最终选择的变量为几组连续的波长区间组合，所建立的模型有很好的解释性。波长点选择方法以单个波长为基本单位，最终选择的变量呈离散分布，具有选择变量少、建模预测效果好等优点。不同的波长选择方法各有其优缺点和适应性，将这些波长选择方法联用，可以结合它们的优势进行互补，达到更优的效果。因此本方法以调理牛排作为研究对象，采用高光谱成像技术结合波长选择算法串联策略对调理牛排新鲜度指标TVB-N含量进行了快速预测研究。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中存在的缺陷，如：传统检测肉制品中TVB-N含量的方法会对样品造成不可逆的破坏，并且操作过程烦琐、分析时间长、耗费大量的试剂等，不适用于大规模的市场检测。本发明提供了基于高光谱成像技术结合波长选择算法串联策略快速检测调理牛排新鲜度的方法，利用高光谱成像技术对调理牛排冷藏过程中部分新鲜度指标含量进行预测，并分析不同贮藏时间的光谱吸收差异对应的生物学意义。采用波长点选择方法和波长区间选择方法并将它们联合进行特征波长筛选，比较不同波长选择方法下的模型预测效果得出最佳处理方法。

具体的，本发明通过以下技术方案实现：

(1)准备n个调理牛排样本并编号，n为正整数；

(2)使用高光谱成像采集系统对步骤(1)中的调理牛排样本进行光谱图像采集；

(3)使用国标法测定步骤(2)中已采集过高光谱数据的调理牛排样本，代表肉品新鲜度指标；

(4)采用ENVI 4.5软件提取调理牛排样本中心感兴趣区域的光谱值，计算光谱平均反射率作为光谱数据；

(5)采用不同的预处理方法对步骤(4)中的光谱数据进行预处理；