高光譜成像技術(shù)檢測羊肉摻假

本研究應(yīng)用了400-1000nm波段和900-1700 nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)品FS13和FS15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）。

肉類主要包括畜禽類和水產(chǎn)品類，人體所需的蛋白質(zhì)、脂肪酸、微量元素等重要能量物質(zhì)都來源于肉類。隨著生活水平不斷提高，人們在飲食方面更加注重食品的品質(zhì)和營養(yǎng)均衡搭配，但一些不法商家將一些低品質(zhì)的肉類混入高品質(zhì)肉類中，以次充好，特別是2013年歐洲的“馬肉風(fēng)波”，引發(fā)了人們對肉類摻假問題的極度關(guān)注。肉類摻假檢測方法包括感官評測、熒光PCR檢測技術(shù)、電泳分析法和酶聯(lián)免疫分析技術(shù)等，但大多需要樣品前處理，試驗(yàn)操作較為繁瑣且費(fèi)時費(fèi)力，很難實(shí)現(xiàn)較大樣品量的現(xiàn)場快速實(shí)時檢測。

現(xiàn)有文獻(xiàn)研究報道大都采用單一波段的高光譜成像技術(shù)對肉類摻假進(jìn)行判別，但少有同時采用兩個波段進(jìn)行對比分析。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**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**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。