[发明专利]一种气调包装生鲜冷却牛肉腐败菌生长预测方法

说明书

技术领域

本发明属于食品保鲜技术领域，特别涉及一种气调包装生鲜冷却牛肉腐败菌生长预测方法。

背景技术

牛肉是一种极易腐败的食品，其中主要存在的腐败菌有假单胞菌、乳酸菌、热沙索丝菌以及大肠菌群。对此，不少商家采用了气调包装和低温保存（0~8℃）的储藏方法来延长牛肉的货架期。气调包装中的高CO₂含量能够抑制最主要的好氧腐败菌——假单胞菌的生长，加以一定比例的O₂也能够保持牛肉鲜红的色泽。同时低温条件下，绝大多数细菌的代谢活动也得到了延缓。

因此预测气调包装生鲜冷却牛肉中腐败菌的生长与我们生活有密切联系。经典的数学建模方法分为一级模型和二级模型两大步骤，一级模型用于表示特定环境下微生物量与时间的关系，求出几种指定环境下细菌生长曲线的参数值（log(N₀),log(N_max／N₀),μ_maxandλ），进而利用这些参数进行二级模型的多项式拟合，得到各参数与环境因子（本项目中指温度和气调比例）之间的关系式，从而实现对不同环境下细菌生长情况的预测。这钟方法对于工作人员的数学水平要求比较高。

而人工神经网络方法是一种模拟人类大脑学习功能所开发出的一种算法，不仅能够更精确地对微生物生长进行预测，而且能够同时预测更多环境因子（甚至上百种）条件下的生长关系。目前已学者将该方法用于预测蔬菜中大肠杆菌的数目，也有学者用于预测大肠杆菌的产酶量，但尚未发现有人将该方法用于预测牛肉中腐败菌的生长，尤其是在气调包装生鲜冷却牛肉中。

发明内容

本发明的目的是提供一种气调包装生鲜冷却牛肉腐败菌生长预测方法，已解决现有技术中气调包装生鲜冷却牛肉腐败菌生长预测困难的问题。

本发明的技术方案是，一种气调包装生鲜冷却牛肉腐败菌生长预测方法，采用包括输入层、隐含层和输出层的BP人工神经网络，

输入层包含了保存温度、气调比例、菌种以及牛肉的保存时间，用于设置预测范围，所述菌种可选假单胞菌、乳酸菌、热沙索死菌或大肠菌群，

隐含层用于处理输入数据与输出数据间复杂的非线性关系，经过优化比较后，确定隐含层含11个神经元节点时能获得最精确结果，

输出层就是所需的牛肉在特定保存条件下某种腐败菌在某一时刻的细菌量，

所采用层与层间的激活函数分别为双曲正切传播函数和线性传播函数，

为对所构建的BP人工神经网络进行训练和学习，本项目进行了8种目标保存条件下的实验。所设定的条件分别为：-2℃65%CO₂35%O₂、-2℃80%CO₂20%O₂、0℃65%CO₂35%O₂、0℃80%CO₂20%O₂、5℃65%CO₂35%O₂、5℃80%CO₂20%O₂、10℃65%CO₂35%O₂以及10℃80%CO₂20%O₂。从而获得此8种条件下牛肉中的总细菌数、假单胞菌数、热沙索丝菌数、乳酸菌数和大肠菌群数，将数据导入网络中，即可进行训练。

在输入层设定所需温度、气调比例、菌种和保存时间，便可以实现对牛肉中腐败菌在不同保存条件不同时刻下的细菌量进行预测，

所述BP人工神经网络的各神经元间的连接权值如下表：

各神经元间的连接权值(w)表

所述BP人工神经网络中隐含层和输出层的阈值如下表：

隐含层和输出层的阈值(b)表

本发明在预测模型的输入层设定所需温度、气调比例、菌种和保存时间，便可以实现对牛肉中腐败菌在不同保存条件不同时刻下的细菌量进行预测。

附图说明

图1是本发明的人工神经网络结构图

图2是本发明实施例中所求得曲线的预测效果图表

图3是本发明实施例中经训练后的BP神经网络图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和具体实施方式作进一步说明。