开展无损检测研究, 保障食品质量安全

<正>食品质量与安全是国内外人们关注的热点,如何保证食品从原料到产品的质量安全还面临较多的问题和挑战。国内的高校、研究机构和企业主要还是主要依赖于常规的微生物检测、理化检测和感官评估等较为传统的方法。随着新型检测技术的发展,高效、灵敏和快捷的技术已逐步得到重视并逐渐替代传统的检测方法。无损检测技术作为其中的一类,广泛应用在农畜产品、果蔬产品的新鲜度、品质检测和有害物质检测方面,在食品质量与安全领域发挥的作     

近红外光谱的苹果内部品质在线检测模型优化

利用近红外光谱技术在线检测水果内部品质的关键是获取精度高稳健性好的定量分析模型。研究开发了短波近红外光谱苹果品质在线检测系统,试验时苹果样本传输速度为5个/s,以漫反射方式采集,有效光谱范围为500~1100 nm。经光谱强度标准化校正后,有比较的采用遗传算法、连续投影算法和蚁群优化算法等提取特征变量,分别建立偏最小二乘模型,同时分析了这三种方法提取光谱特征变量的搜索机制。特征变量提取方法建立的预测模型所用变量显著减少,预测效果均优于全光谱模型,且能提高运算速度,增强模型的稳健性;其中又以蚁群优化算法的模型预测能力最佳,预测集相关系数R为0.9358,预测均方根误差RMSEP为0.2619。研究结果表明,近红外光谱结合特征变量提取方法可以建立高效的苹果可溶性固形物含量在线检测模型,在产业化应用方面具有很大潜力。     

基于瞬时弹性成像的生物组织弹性测量的 研究进展

我国是肉类消费大国,消费量占全球肉类消费总量约为1/4,肉类食品质量安全问题已成为消费者关注的热点。因此,发展快速、简易、精确检测肉类质量的方法或设备具有重要意义。近些年,肉类软组织的力学特性研究成为热点及发展方向。国外的科研人员通过研究振动在软组织中的传播机制和软组织对振动激励的响应特性,提出了一种基于剪切波的瞬时弹性成像(transient elastography,TE)技术。该技术具有安全、成本低、精度高、容易操作,可将结果实时显示等优点,在医学领域得到广泛应用。本文概述了基于剪切波的瞬时弹性成像技术的物理基础、分类及其检测原理,重点介绍了瞬时弹性成像技术在生物软组织弹性测量中的研究进展与应用情况,最后对基于剪切波的瞬时弹性成像技术应用于肉类品质检测领域进行展望,期望该技术能够成为肉类品质检测的新工具。     

基于高光谱技术苹果硬度快速无损检测方法的建立

目的 利用高光谱技术建立苹果内部品质无损检测的方法。方法 将高光谱图像的光谱信息和空间信息结合, 采用洛伦兹函数对苹果高光谱的空间散射曲线进行拟合, 提取拟合曲线的相关参数, 利用拟合参数对苹果硬度进行建模分析。结果 拟合曲线与原散射曲线的相关系数R达到0.99以上。分析比较多种统计建模方法对不同拟合参数的建模效果, 结果表明: 在524~1016 nm波段范围内, 利用偏最小二乘法(partial least squares, PLS)对拟合曲线的峰值建立硬度的预测模型, 校正集预测值与标准值的相关系数Rc=0.89, 校正集标准误差SEC=0.71×105 Pa, 验证集预测值与标准值的相关系数Rv=0.88, 验证集标准误差SEV=0.88×105 Pa。结论 利用高光谱散射成像技术, 采用偏最小二乘的方法对拟合峰值建模, 可以实现苹果硬度的快速无损检测。     

基于可见/近红外光谱技术的腐坏猪肉检测控制系统设计

目的 设计腐坏猪肉的快速、无损检测控制系统。方法 通过研究可见/近红外光谱技术, 根据其在应用过程中的使用特点并结合实际情况的需求, 设计检测系统的总体方案。结果 设计检测系统方案, 包括检测对象、检测指标, 设计控制系统的结构、功能和工作流程。结论 光纤探头距离样品高度为10 cm, 单个样品检测时间控制在5 s内, 使用DSP作为控制核心, 用于检测猪肉是否腐败。     

基于支持向量机的牛肉嫩度等级评价模型研究

目的 利用VIS/NIR反射光谱建立基于支持向量机的生鲜牛肉嫩度等级的评价模型。方法 以牛肉背最长肌为研究对象, 选取样本58个, 在牛肉新鲜切口处采集波长范围400~1700 nm的反射光谱信息, 使用肉类嫩度测量仪测量牛肉剪切力值, 应用支持向量机(SVM)模型评价牛肉嫩度等级。结果 应用SVM模型可以较好地实现对牛肉嫩度等级的评价。尤其是经主成分分析降维预处理, 结合径向基核函数SVM, 对牛肉训练集嫩度等级的回判率达到95%, 对样品校正集判别的准确率进一步提高至83.3%。结论 SVM模型对牛肉嫩度等级评价结果较好, 进行主成分分析后, 判别结果有所提高。     

农畜产品品质安全光学无损检测技术的进展和趋势

本文综述了国内外农畜产品品质安全无损检测技术的研究状况和发展趋势。在农畜产品检测领域, 发现近红外光谱技术、高光谱成像技术、激光拉曼光谱法和X射线荧光光谱法等主要的光学无损检测技术和方法有广泛的研究和应用状况, 它们在果蔬的品质成分分析、农药残留检测与在线分级分拣; 生鲜肉肉品品质检测、品种鉴别与安全评定; 乳品、茶叶等特种农产品的成分分析、品种分类等方面具有重要作用。农畜产品无损检测技术具有广阔的发展前景和应用潜力。     

生鲜猪肉水分含量的快速无损检测

目的 研究生鲜猪肉水分含量与1000~1680 nm范围内近红外吸收光谱之间的关系, 对生鲜肉的水分含量进行快速无损检测。方法 将原始光谱经中值平滑、多元散射校正和一阶导数复合预处理, 结合多元线性回归和偏最小二乘回归两种建模方法建立生鲜肉水分含量的预测模型。结果 应用所建立的模型对111个实际生鲜猪肉样品的水分含量进行预测, 得到较为满意的预测结果, 两种模型的预测相关系数分别为0.839和0.810。结论 所建模型适合于生鲜猪肉水分的无损快速检测。     

拉曼光谱技术在农畜产品品质安全检测中的进展

本文综述了拉曼光谱技术应用于农畜产品品质安全检测的研究进展,从原理及分类出发,以各个技术方向为框架介绍拉曼光谱技术在农畜产品各个方面的进展,并分析实际问题,提出发展趋势。作为无损检测技术的重要支撑技术,拉曼光谱检测技术已经被开发应用于农畜产品品质安全检测的各个方面。激光拉曼光谱技术的成熟推动了拉曼光谱检测技术蓬勃发展,傅立叶拉曼光谱技术、显微拉曼光谱技术、共振拉曼光谱技术和表面增强拉曼光谱技术在农畜产品品质安全检测方面均具有巨大的潜力。