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快速無損檢測-Videometer多光譜檢測系統(tǒng)

   牛肉因其營養(yǎng)豐富、食用價值高而備受國內(nèi)外歡迎。水是肉類的主要成分，約占肉類總重量的75%，肉類保持水分的能力，被定義為系水力，是工業(yè)和消費(fèi)者關(guān)注的一個重要質(zhì)量參數(shù)。對肉類行業(yè)來說，新鮮肉類的保水力影響其技術(shù)質(zhì)量，即加工產(chǎn)量，而對于消費(fèi)者來說，低的保水力對新鮮肉類的零售減少有不利的影響，并影響肉類終產(chǎn)品的感官質(zhì)量。肉類中的顏色與肌肉中的肌紅蛋白水平有關(guān)，并受到冷凍儲存的影響。雖然肌紅蛋白是負(fù)責(zé)肉類顏色的主要蛋白質(zhì)，但其他蛋白如血紅蛋白也可能影響顏色。冷凍儲存期間的溫度波動會導(dǎo)致不同的物理變化，如血紅蛋白環(huán)境的變化從而導(dǎo)致顏色變化。肉的質(zhì)量也受到肉的冷凍率和條件的影響。汁液損失會導(dǎo)致硫胺的損失，影響肉類的外觀。解凍后，肉類通常不會恢復(fù)到冷凍前的充氧水平，這種缺氧使肉變暗，當(dāng)肉凍得更久的時候，顏色會變得更暗。液體的流失通常會降低食品的質(zhì)量和結(jié)合能力，這些都是降低其經(jīng)濟(jì)價值的因素。研究者廣泛研究了冷凍速率、貯藏和解凍方式對肉樣品質(zhì)的影響。牛肉凍融后流失掉很多可溶性蛋白。在解凍過程中產(chǎn)生的流失量與凍融速率有關(guān)，也與凍肉中冰晶的大小和位置有關(guān)，也有研究表明冷凍速率增大能減少汁液損失。

   多光譜成像是一種新興的技術(shù)，它將光譜學(xué)和影像學(xué)結(jié)合在一個系統(tǒng)中，同時從一個物體上同時獲取空間和光譜信息。多光譜成像系統(tǒng)捕捉到的三維圖像是由幾個特征相關(guān)的單波段圖像組成的，這些包含大量信息的三維數(shù)據(jù)可以用來分析和確定樣本中細(xì)微的和微妙的物理和化學(xué)特征。與高光譜成像相比，較少的處理時間使多光譜成像系統(tǒng)滿足了用于在線高通量篩選的工業(yè)生產(chǎn)線的速度要求，以評估肉類的質(zhì)量、營養(yǎng)、安全性和真實性。近年來，多光譜成像技術(shù)作為一種快速無損的分析方法已被廣泛應(yīng)用到魚、肉、水果、蔬菜、種子等領(lǐng)域。在肉制品加工和貯藏過程中，肉的化學(xué)成分和物理狀態(tài)均發(fā)生較大的變化。筆者探究多光譜技術(shù)結(jié)合優(yōu)化化學(xué)計量方法鑒別不同冷凍處理牛肉的可行性，并結(jié)合水分、顏色和質(zhì)構(gòu)參數(shù)對不同冷凍處理牛肉進(jìn)行綜合

評價。

快速無損檢測-Videometer多光譜檢測系統(tǒng)構(gòu)成

   一個典型的多光譜成像光譜系統(tǒng)由光源、成像光譜儀、紅外光照相機(jī)、鏡頭、移動樣本臺、計算機(jī)圖像采集系統(tǒng)和運(yùn)動控制系統(tǒng)等組成，其中成像光譜儀多采用光柵進(jìn)行分光。移動樣本臺由步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動做勻速移動。有些系統(tǒng)為了調(diào)節(jié)方便，配制了三維運(yùn)動平臺，可作x, y軸方向上的勻速移動，還可根據(jù)樣本尺寸在z軸方向上調(diào)整高度。有些成像光譜系統(tǒng)中樣本是固定不動的，而紅外光照相機(jī)和成像光譜儀勻速移動，完成光譜圖像的掃描。

主要特點(diǎn)

   集成球體提供均勻和彌散光線照明

   5-10秒鐘內(nèi)實現(xiàn)光譜成像和定量分析

   19-20不同波長/光源

   多光譜熒光備選

   顆粒產(chǎn)品自動進(jìn)料備選

   6或9.1百萬像素/波長提供1.2-3.6億像素/幀分辨率

   標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備包括易于使用設(shè)備校準(zhǔn)

   與傳統(tǒng)RGB技術(shù)相比具有的彩色測量功能

   根據(jù)應(yīng)用需求可自動切換動態(tài)范圍

   光源壽命長、可達(dá)10萬小時

   *LED光源技術(shù)穩(wěn)定性增強(qiáng)

   前光燈和背光燈組合、備選背光燈

   相對樣品自動移動照明

   研究用強(qiáng)大探索軟件

   易用常規(guī)應(yīng)用配方構(gòu)建工具（建模）

成像特點(diǎn)

   快速、無損檢測

   包括處理在內(nèi)每樣品處理僅需10-20秒

   與其它破壞性技術(shù)組合

   高靈活性測量

   主要專注：可重復(fù)洗、可追溯性、耐用性、可傳遞性

Videometer多光譜檢測系統(tǒng)的快速無損檢測技術(shù)參數(shù)

   全套分析時間5-10秒/樣品

   電源：100 -240 V AC, 50/60 Hz

   電源功耗300 VA

   環(huán)境溫度操作: 5 - 40℃，儲存；-5 - 50℃

   環(huán)境濕度20-90 % RH相對濕度，非冷凝

   PC 要求 低配置: Intel i7 或更佳, 16GB RAM, USB2 端口, USB3超速端口

   軟件要求Microsoft Windows 7/8.1/10 Professional，l64 bit, 全新windows 版本

   硬件備選暗場/明場背光           濾波輪 (用于熒光)             自動進(jìn)樣 (顆粒產(chǎn)品)

   軟件備選圖像處理工具包 (IPT)      光譜成像工具盒 (MSI)           斑點(diǎn)工具盒

   牛肉樣本。樣本均來自同一頭牛，并保證新鮮在15min之內(nèi)運(yùn)回實驗室，立即剔去脂肪和筋腱，然后分成兩大塊，*塊放置在4 ℃冰箱冷藏 24h，用于后續(xù)試驗，第二塊切成40個7cm×4cm×2cm大小、約40g的長方體樣本，采集光譜信息。不同冷凍方法處理對肉類品質(zhì)的影響是社會和消費(fèi)者都很關(guān)注的問題。通過3種不同冷凍處理方法與對照組比較，試驗結(jié)果表明，冷凍處理后的牛肉相比于對照組的自由水含量增加，結(jié)合水含量、蒸煮損失和解凍汁液流失降低，在不破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的前提下，冷凍速率越高，對牛肉的物理性質(zhì)影響越小。同時說明，多光譜成像技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)化學(xué)計量學(xué)方法能夠?qū)崿F(xiàn)對不同冷凍方法處理牛肉的檢測和鑒別，建模集和預(yù)測集的準(zhǔn)確率分別達(dá)到了86.67%和83.33%。在不同處理組中，－4 ℃處理組容易發(fā)生錯判，－20 ℃結(jié)合液氮組錯判樣本數(shù)少，表明冷凍速率越大，模型的鑒別效果越好。