[发明专利]一种基于可见-近红外光谱分析技术鉴别火腿肠等级的方法

摘要

本发明公开了一种基于可见‑近红外光谱分析技术鉴别火腿肠等级的方法，属于火腿制品检测技术领域。通过将近红外光谱定性分析技术与模式识别结合使用，实现了对普通级、优级、特级和无淀粉级4种等级火腿肠的鉴别，包括步骤：1)制备火腿肠切片样本，采集样本的原始光谱；2)确定样本光谱的有效波段；3)原始光谱的预处理；4)建立火腿肠等级鉴别的偏最小二乘判别分析模型；5)根据模型判定火腿肠样本的等级。本发明可实现对火腿肠等级的快速有效鉴别，为火腿肠质量等级检测提供了一种新思路，具有良好的应用前景。

主权项

1.一种基于可见‑近红外光谱分析技术鉴别火腿肠等级的方法,其特征在于，包括以下步骤，步骤1、室温环境下制作火腿肠的切片样本，采集所有切片样本的可见‑近红外漫反射的样本光谱；步骤1有以下步骤：1)样本准备：购买4种不同等级、生产日期基本一致的火腿肠：普通级火腿肠、优级火腿肠、特级火腿肠、无淀粉级肠，以10mm为切片厚度，各等级火腿肠分别制备20个样本，共计80个样本；2)光谱采集装置搭建：使用Y型石英光纤(3)将可调钨灯光源(1)和光纤光谱仪(2)连接，测量探头对准检测样本(4)，使用USB数据线(5)将光纤光谱仪(2)与计算机(6)连接，具体的测量过程为：钨灯光源(1)发出的光通过Y型石英光纤(3)照射在检测样本(4)上，检测样本(4)的漫反射光再通过Y型石英光纤进入光纤光谱仪(2)，将光信号转换为电信号输入计算机(6)，利用计算机(6)上的光谱分析软件处理得到原始光谱；3)光谱采集：实验温度25℃，测量探头置于火腿肠切片样本上方，距样品表面角度90度、高度10mm；S3000‑VIS型光谱仪的具体参数设置：光谱采集范围330‑1100nm，分辨率2nm，曝光时间50ms，采样间隔1ms，平均次数5次，平滑次数1次；H03可调钨灯光源（ 1） 的光强为50000counts；每个火腿肠样本扫描1次；步骤2、选择样本光谱的有效波段；步骤3、在有效波段内，对样本光谱进行加窗与校正的预处理，获得预处理后的光谱；步骤4、对预处理后的光谱采用偏最小二乘判别分析法建立等级识别模型；步骤4包括如下步骤：1)设置样本的类别变量Y，Y是一个以0，1为元素的矩阵，其行对应样本序号、列对应类别序号，当样本属于某一类时则该样本在Y对应列的元素值为1，否则为0；2)采用Kennard‑Stone法将80个火腿肠样本划分为训练集和测试集，每种等级的火腿肠15个训练集样本，共计60个样本用于建立模型，其余20个样本作为测试集；3)确定模型的主成分数，采用留一法的全交叉验证；4)在模型最佳主成分数下建立PLS‑DA模型，利用训练集60个样本进行训练，计算得到PLS‑DA模型的具体参数；步骤5、计算火腿肠切片样本分类变量的PLS预测值，根据等级识别模型，结合PLS预测值，判定火腿肠切片样本的等级；步骤2中，有效波段选取为400纳米至940纳米；步骤3中，对样本原始光谱依次进行移动窗口平均和多元散射校正预处理。