紅肉品質的傳統檢測方法會對樣品造成污染,影響其理化指標的測定結果,在檢測某些標量指標的同時還會具有一定的破壞性。因此,準確、無損、快速的檢測評價對推動肉制品企業的發展具有十分重要的意義。本文介紹了高光譜成像儀在紅肉品質無損檢測中的應用。
紅肉品質檢測的重要性:
紅肉主要包括豬肉、牛肉和羊肉,是餐桌上必不可少的食物。從營養學角度來講,紅肉具有豐富的蛋白質、脂類、微量元素和礦物質等,不但能促進人體生長發育、還能夠滿足人體日常的營養需求,所以紅肉是具有較高價值的畜產品。隨著人們生活水平的不斷提高,肉類的品質和食用安全性成了消費者日益關注的對象;此外,肉類的品質等級直接決定著其在市場上的售價與銷量,關乎企業的利益,所以肉品的品質檢測和評價也成為近些年的研究熱點。
肉類品質的評價通常會評估一些代表質量特征的指標,紅肉的品質評價指標有很多,主要分為感官指標和內在指標兩大類。感官指標,如色澤、嫩度、大理石花紋等,可作為評價肉品的首要依據;內在指標,如pH值、系水力、微生物等,則與肉品的營養價值與食用安全性有著重要聯系。傳統的肉類品質檢測方法主要以化學方法和感官檢測為主,前者的檢測精度比較高,但卻有著操作難、損壞樣品以及檢測周期長等缺點,后者則是主觀性比較強,重復性差,耗時又耗力。
與傳統方法相比,高光譜成像技術則是具有前途的方法之一,它兼具光譜和成像技術的優點,且能夠快速無損地提取樣品的化學成分、物理性質等相關指標,應用這種技術不但可以滿足消費者的需求,而且可以對我國肉品生產加工行業的發展起到一定促進作用。隨著高光譜成像技術的興起與快速發展,高光譜成像這種高效、安全、科學的技術已經被廣泛地應用在食品安全檢測等諸多領域。
高光譜成像儀在紅肉品質無損檢測中的應用:
1.色澤檢測
肉類的色澤對消費者的感官判斷和購買意愿具有首要影響作用,色澤的測定通常有比色板法、儀器測色法和化學測定法。其中儀器測定法是利用色度儀測取肉品表面的亮度值(L*)、紅度值(a*)和黃度值(b*)來評定肉色。高光譜成像技術在肉品質色澤的無損檢測中取得了一定的研究成果。研究人員通過高光譜儀對紅肉顏色進行檢測,選用具有樣品代表性的光譜信息,經由多種預處理方法,建立預測各顏色參數的模型并對模型進行評價,取得了理想的模型預測效果。這表明,高光譜成像技術不僅可以作為無損檢測肉品色澤的有效手段,并且可以取特定區域或品種的肉樣作為研究對象,這一點也為實際生產與在線檢測提供了一定的理論基礎。
2.嫩度檢測
肉品的嫩度是指對碎裂的抵抗能力,可根據其易碎性、柔軟性來進行主觀判定;客觀評定則采用剪切力測定法,剪切力測定法主要為沃-布剪切力測定。高光譜成像技術獲取牛肉的相關信息,篩選出最能表征牛肉剪切力值的波段,建立線性和支持向量機判別模型,其中主成分紋理特征的線性判別模型預測精度可達94.44%。
3.系水力檢測
系水力指是肉品在施加外力、切割、研磨、壓制或加熱過程中容納全部或部分水的能力,影響肉品的嫩度、色澤、多汁性等,是決定紅肉鮮嫩度的一個主要質量屬性。測定系水力的方法有多種,傳統方法一般有壓力法、重力法、離心法和烹飪損失法等,通過模擬肉品在不同情況下的水分流失狀況,表征肉品的系水性能,這些傳統的方法既耗時又對肉樣具有破壞性,不適合企業生產中的大批量檢測。因此,引入高光譜成像這種非接觸和非破壞性的技術具有一定的可行性。應用高光譜成像技術對新鮮牛肉的系水力進行無損檢測,利用主成分分析方法,選取6個特征波長,基于偏最小二乘回歸的方法進行預測模型的建立,模型的決定系數為0.87,預測標準誤差為0.28%,實驗證明,高光譜成像技術可以解決肉類系水力檢測不便的問題,為進一步開發快速檢測系水力的設備提供了理論依據。