[发明专利]一种基于高光谱成像技术对大豆蛋白低对比度异物的检测方法

说明书

本发明属于异物检测领域，具体涉及一种基于高光谱成像技术对大豆蛋白低对比度异物的检测方法。主要包含大豆蛋白肉‑异物的反射光谱特征提取、基于大豆蛋白肉‑异物反射光特征的鉴别模型构建、待测样品中异物鉴别三个步骤，利用可见/近红外光谱信号对大豆蛋白肉组分变化的敏感性以及光谱扫描技术可以在空间维度连续获取样品光学信号的优势，从空间维度表征大豆蛋白肉样品内部特征组分的变化规律，并进一步依据高光谱图像中感兴趣区域的组分光谱差异，实现对大豆蛋白肉糜中与其颜色相近异物(如塑料、玻璃)的鉴别。因此，本发明提供的技术方案仍能够根据大豆蛋白肉与低对比度异物的特征组分差异进行有效区分，具备广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于异物检测领域，具体涉及一种基于人造大豆蛋白反射光谱特征的异物识别方法。

背景技术

蛋白质是人体不可缺少的营养素，随着人口的增加，对动物蛋白的需求持续增长。鉴于动物蛋白生产带来的全球环境问题，公共卫生问题，以及可持续性问题，在环境保护、食品安全和人民追求健康的趋势下，植物替代蛋白产品为消费者对肉类的需求提供了潜在的解决方案，其中大豆蛋白应用最为广泛。

大豆蛋白肉是以优质大豆为原料，通过斩拌制糜、挤压成型等工艺过程把大豆蛋白粉制成大小、形状不同的瘦肉片状植物蛋白，其之所以被称为“蛋白肉”，是由于其蛋白质的含量远远高于一般动物肉类，而且食感、结构、色泽、韧性均与动物肉近似，是一种绿色、安全、保健食品。然而，在制作大豆蛋白肉成品的斩拌制糜环节中，由于设备老化等原因产生的金属、包装塑料、硅胶、玻璃等异物很容易混入肉糜之中，严重影响产品品质。因此，如何检测出肉糜中的异物是产品品质保证的关键。

现有的检测异物的方法主要有计算机视觉法、X射线法以及超声成像法。计算机视觉法是利用异物与肉糜间的颜色差异，与图像处理程序相结合，实现对异物的检测(如专利一种基于机器视觉的皮蛋内部品质无损检测方法)。然而，计算机视觉对异物的检测高度依赖色度差，对于与肉糜颜色相似的异物很难检测出来。X射线法利用X光的穿透性，根据异物与肉糜间的密度差异，实现异物的检测(如专利一种基于X射线的食品检测装置)。但是，X射线会对食品产生辐射，造成二次污染。发明专利一种三维超声成像系统公开了一种清洁无污染的检测方法——超声成像技术，其根据密度差异，利用超声实现异物的检测。然而，对于塑料、硅胶等与大豆蛋白肉密度较为接近的异物，难以将其检测出来。因此，对于与肉糜颜色相似、密度差异小的异物，开发一种更加准确的检测方法有很大的实际应用价值。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明依据高光谱图像信号对化学组分敏感的特性，根据异物与大豆蛋白肉间化学组成成分的不同，提出了一种对大豆蛋白肉低对比度异物的检测方法。

本发明的目的在于提供一种基于大豆蛋白肉及其低对比度异物反射特征的鉴别方法，以实现对大豆蛋白肉及其低对比度异物的快速、准确的鉴别；主要包含大豆蛋白肉-异物的反射光谱特征提取、基于大豆蛋白肉-异物反射光特征的鉴别模型构建、待测样品异物鉴别三个步骤，具体操作如下：

步骤一，大豆蛋白肉-异物的反射光谱特征提取包含如下过程：

过程一，制备样品；

取大豆蛋白肉，将其斩拌制糜，均匀平铺，制成(M+1)*N个大豆蛋白肉样品；其中包括N个无异物大豆蛋白肉样品和含有M种异物的M*N个大豆蛋白肉样品；

所述含有异物的大豆蛋白肉样品设置有M组，记为大豆蛋白肉-异物样品，简记为Y-i-j；大豆蛋白肉样品作为空白对照，记为空白样品，简记为KB-k；其中i∈[1,2,……,M-1,M]，j、k∈[1,2,……,N-1,N]，M、N为正整数；

所述异物包括玻璃、塑料或硅胶；

所述大豆蛋白肉-异物样品的制备方法：取异物与大豆蛋白肉样品混合，即可得到含有异物的大豆蛋白肉样品；

过程二，对大豆蛋白肉样品采集反射高光谱图像及光谱特征提取；