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      運用近紅外高光譜成像技術(shù)檢測羊肉脂肪及蛋白質(zhì)含量

      2016-07-27 17:39:35范澤華姚江河陳杰
      吉林農(nóng)業(yè)·下半月 2016年7期
      關(guān)鍵詞:脂肪蛋白質(zhì)檢測

      范澤華 姚江河 陳杰

      摘要:夏季是人們外出進行燒烤活動的主要季節(jié),羊肉制品一直是燒烤架上最受歡迎的肉類制品。但在市場經(jīng)濟的不良引導下,羊肉制品開始受到來自人工飼料,化學添加劑的影響。這些加工過的羊肉制品相比于原生原味的羊肉制品在脂肪含量,蛋白質(zhì)含量都存在很大的差距。因此,對羊肉檢測部門推向一種新型有效的羊肉檢測技術(shù)是十分必要的。本文通過介紹運用近紅外高光譜成像技術(shù)在羊肉制品上的檢測,并說明了高光譜成像技術(shù)在羊肉制品檢測中產(chǎn)生的作用。并對今后如何拓展該技術(shù)在檢測領(lǐng)域的應用提出了一些設(shè)想。

      關(guān)鍵詞:高光譜成像;檢測;脂肪;蛋白質(zhì)

      基金項目:塔里木大學校長基金:TDZKQN201505;兵團科技支疆項目:2014AB037

      中圖分類號: S762 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/j.cnki.jlny.2016.14.069

      往往在人們親身品嘗購買的羊肉時才能了解羊肉制品的口感,但其中的脂肪含量,蛋白質(zhì)含量人們并不能用肉眼看出。因此,有的羊肉吃下去會令人發(fā)胖,有的卻只能幫助消費者一飽口福。同時羊肉制品的價格因不同的質(zhì)量,而在市場上標以不同的價位。是否物有所值,消費者同樣無法判斷,因此利用高科技手段將羊肉制品根據(jù)其自身真實的脂肪含量與蛋白質(zhì)含量劃分價位標準,更加有利于消費者挑選適合自身意向的羊肉產(chǎn)品。近紅外高光譜成像技術(shù)在對羊肉的檢測方面發(fā)揮了自身的特殊功能。

      1羊肉脂肪與蛋白質(zhì)檢測的現(xiàn)實意義

      關(guān)于羊肉脂肪與蛋白質(zhì)含量,不僅僅是消費者對于羊肉制品的質(zhì)量要求,更是國家安全檢疫部門對不健康羊肉產(chǎn)品檢測的關(guān)鍵。市場上各類羊肉出現(xiàn)于街邊的燒烤攤、大排檔上,其消費市場之大是其他肉類所不能比擬的。因其較高的售賣利潤,大多數(shù)飼養(yǎng)羊的商戶會或多或少的在羊飼料中添加某些速成藥劑,這也直接導致了羊肉后期的成長過程中,有害成分的積淀,因此嚴格的羊肉檢測措施,是對公眾食品安全的一種高度負責。

      在實際的羊肉檢測中,利用凱式定氮法與索式抽提法進行檢測是當前主要的檢測手段,但是由于在檢測之前需要將羊肉樣品進行繁瑣的預先處理,高昂的成本限制了這兩種方法在羊肉檢測中的推廣,尋求一次性具備大量檢測羊肉能力的檢測方式成為了當下需求。

      2高光譜成像技術(shù)的檢測原理

      2.1概念

      高光譜成像技術(shù)是產(chǎn)生于上世紀80年代一項融合了多方面技術(shù)的掃描技術(shù),在光學,光電子學,以及計算機信息處理技術(shù)上都有涉及,是傳統(tǒng)二維成像與光譜技術(shù)的完美結(jié)合體。該技術(shù)最初用于航天領(lǐng)域,用于衛(wèi)星圖片的拍攝與遙感系統(tǒng)的構(gòu)建。在后續(xù)的發(fā)展中,近紅外高光譜成像技術(shù)逐漸運用在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與農(nóng)業(yè)氣象方面。

      2.2高光譜成像技術(shù)的工作原理

      高光譜成像本身包含二維和三維的光學圖像,其中二維的坐標數(shù)據(jù)與三維的波長信息共同構(gòu)成了最終影像,其主要的成像方式包括:濾波片式與堆掃式。前者主要通過攝像頭與可更換濾波片組成,后者主要通過攝像頭和光譜儀的配合。在工作效方面,后者能采集更多的高光譜圖像數(shù)據(jù),并能保持較高的精密度,便于尋找特征波長。

      2.3高光譜成像技術(shù)的特點

      高光譜成像技術(shù)主要具備以下特點:高分辨率的光譜圖像、寬廣的波長覆蓋范圍、圖像光譜一體的全方位展示效果、對樣本數(shù)據(jù)數(shù)量的需求較多。

      3近紅外高光譜成像技術(shù)檢測羊肉脂肪和蛋白質(zhì)含量的步驟

      3.1羊肉樣品準備與選取

      具有效研究資料表明,養(yǎng)肉制品的脂肪含量與蛋白質(zhì)含量深受自身羊的性別、成長年齡,甚至基因遺傳變異條件的影響。其中羊自身品種更能明顯的在羊肉脂肪與蛋白質(zhì)含量上顯示出差別。因此,在羊肉樣品的選擇過程中選取了公羊、母羊、小羊、老羊的羊肉各一塊,并在相同年齡性別條件下選取綿羊與山羊的肉各一塊進行對比檢測。將羊肉分為相同大小,放于冰箱冷藏。

      3.2高光譜成像系統(tǒng)的準備

      首先將高光譜成像系統(tǒng)的各個組成部分準備調(diào)試好。包括光譜成像儀,輸出光源,一臺計算機,暗箱以及相應檢測軟件操作系統(tǒng)。

      3.3樣品光譜圖像的采集

      在將光譜成像系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置正確后,開始對不同羊肉樣品的光譜圖像采集。將羊肉樣品放置于職能檢測平臺上。同時暗箱關(guān)閉,封閉整個光譜檢測成像系統(tǒng),令羊肉在無光線狀態(tài)下進行檢測。檢測完成之后注意用塑料袋密封保存。

      4蛋白質(zhì)與脂肪含量的測定

      在測定脂肪含量之前,需要將提取脂肪的無水乙醚準備好,利用無水乙醚的不斷抽提,將羊肉脂肪抽離出來,利用干燥箱將羊肉干化并壓為粉末,將兩者質(zhì)量對比。此時測出羊肉樣品中的脂肪含量對于蛋白質(zhì)含量的測定,主要通過凱式定氮法,借助凱式定氮儀將羊肉樣品中的總含氮量測出。最后在與蛋白質(zhì)系數(shù)相乘得出蛋白質(zhì)含量。

      在測出蛋白質(zhì)與脂肪含量時,運用高光譜成像儀進行掃描,找出蛋白質(zhì)與脂肪的特征波長,并以此建立預測模型。其中脂肪含量預測與蛋白質(zhì)含量預測使用最小二乘法進行預測,效果較好。

      5結(jié)論

      運用近紅外高光譜成像技術(shù)檢測羊肉的脂肪與蛋白質(zhì),是在羊肉質(zhì)量檢測程序上一張新型的檢測方法,這種方法具有以下優(yōu)點:成像速度快,檢測結(jié)果透明化,羊肉脂肪標準與蛋白質(zhì)信息反饋全面以及短時間檢測量大等。運用高光譜成像技術(shù)進行檢測,將成為羊肉質(zhì)量部門檢測羊肉優(yōu)劣的一個新手段,有效的解決了傳統(tǒng)檢測方式落后且效率低下的問題。未來,這種檢測技術(shù)還應該在其他食品檢疫領(lǐng)域展開功能研究。

      參考文獻

      [1]海龍.關(guān)于我國舍飼養(yǎng)羊業(yè)發(fā)展問題的探討[J].黑龍江動物繁殖,2012,(06).

      [2]閆振富,張艷舫,代寶柱.再度“養(yǎng)羊熱”發(fā)生原因及應對措施[J].北方牧業(yè),2012,(20).

      [3]王培培,張德權(quán),陳麗,饒偉麗.近紅外光譜法預測羊肉化學成分的研究[J].核農(nóng)學報,2012,(03).

      作者簡介:范澤華,碩士,塔里木大學信息工程學院,講師,研究方向:農(nóng)業(yè)遙感。

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