[发明专利]多通道近红外光谱牛肉品质多参数同时检测方法

说明书

技术领域

本发明属于牛肉品质快速无损检测范围，特别涉及一种多通道近红外光谱牛肉品质多参数同时检测方法。

背景技术

牛肉分级是指根据市场对牛肉品质的认可度，将牛肉产品分成不同的等级，实现优质优价的利益分配。牛肉分级的广泛推广，对牛肉行业的健康发展具有重要作用，可以指引牛肉生产者进行定性良种选育、科学饲喂、规范的屠宰分割，使其生产出质美价优的牛肉产品；也可以规范牛肉市场，形成良性健康的市场竞争；还可以指导消费者正确消费，确保交易的公平性。

现行国内外生产加工企业对牛肉的分级都包括产量级分级和质量级分级。产量级指标主要包括冷胴体重、眼肌面积和背瞟厚等；质量级指标主要有大理石花纹、生理成熟度、肉色、脂肪色、嫩度等。国外应用成熟的检测技术主要包括：

1)机器视觉检测技术，用来检测胴体特征、大理石纹、眼肌面积等感官指标，如美国农业部用来评定牛肉质量级和产量级的计算机图像分析的系统(VlAScan)，在北美、欧洲等国家此系统已经得到了一定的应用；由美国农业部与堪萨斯大学合作研制的视频图像分析(VIA)，美国的CVS-Beefcam，丹麦的BCC-2以及德国的VBS2000；

2)背膘厚检测的超声波成像技术，用来检测活体或二分体的背膘厚；

3)基于近红外光谱检测技术的在线检测仪器，如美国农业部的嫩度检测仪。

随着人们消费意识的提高，目前以反映产肉效益和肉品外表属性为主导的分级标准越来越难以满足市场的消费需求，国外许多国家已经开始将牛肉商品质量分级推进到内在质量分级阶段，开始研究更为直观可靠的分级标准及相应的快速无损检测技术，基于此，本发明提出使用便携可移动式的多通道近红外光谱系统，同时检测牛肉的嫩度和含水率，为牛肉内在质量分级提供技术支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道近红外光谱牛肉品质多参数同时检测方法，其特征在于，包括：

1)在可移动控制柜内安装可见近红外光谱检测系统，光谱检测系统结构为多路光纤复用器4分别连接波长为300-1100nm的第一光谱仪1、波长为1000-2200nm的第二光谱仪2、高功率卤钨灯光源3、4个光纤检测探头7组成；通过USB数据线及光纤将两光谱仪与计算机5及显示屏6相连；在可移动控制柜上左侧面的探头架上放置4个光纤检测探头7；4个光纤检测探头按星形方式平整分布于探头架内，探头末端离探头架内顶面的高度一致，确保光纤离样品表面的距离一致。

2)采用光谱检测系统对牛肉品质进行检测：

采用光纤检测探头贴样检测，通过多路光纤复用器4，将4个光纤检测探头与两光谱仪连接，形成多通道的近红外光谱检测系统，同时检测样本4个不同位置处的光谱信息，覆盖300～2200nm的可见近红外光谱范围；将光谱信息输入到计算机内，通过实验建立的牛肉品质预测模型，得到嫩度(剪切力值)、含水率的预测值；

3)预测模型的建立，由上述光谱检测系统采集光谱，同时检测样本4个不同位置处的光谱信息，每个样本取平均光谱作为该样本的特征光谱；由于可见近红外光谱易受外界环境、检测距离等因素的影响，在采集到的光谱中，不可避免的会出现各种噪声、基线漂移现象，这些现象的存在必然会影响到光谱数据的分析及定标模型的分析精度和稳定性，因此在建立模型前有必要对原始光谱进行数学预处理，对预处理后的校正集光谱，结合逐步回归、主成分分析法和偏最小二乘回归(PLSR)，寻找主成分数和特征波长，分别建立牛肉嫩度和含水率的多元线性回归(MLR)定标预测模型：

(1)j_i＝β₀+β₁X_il+…+β_pX_ip+ε_i(i＝1，2，…，n)，