近红外光谱信息评价牛肉品质数据模型的建立方法与应用技术

本发明专利技术涉及肉制品质量检测技术领域，具体而言，涉及一种使用近红外光谱信息系统评价牛肉品质的数据模型的建立方法，及该方法在评价牛肉品质方面的应用，该方法包括如下步骤：1).建立牛肉近红外光谱的大样本数据后对其进行牛肉品质相关参数的检测；2).根据红外光谱的大样本数据和所述牛肉品质相关参数的对应关系建立近红外光谱数据模型；所述牛肉品质相关参数为主要化学成分指标和/或品质指标；所述主要化学成分指标包括蛋白含量、脂肪含量及水分含量中的一种或多种；所述品质指标包括剪切力值、蒸煮损失率、持水力及色差L*、a*、b*值中的一种或多种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及肉制品质量检测
，具体而言，涉及一种使用近红外光谱信息评价牛肉品质数据模型的建立方法与应用。
技术介绍
随着现代社会生活节奏的加快和中西方饮食文化的不断融合，牛肉以其独特的风味、营养特性和独特的加工烹饪方式(如煎、烤等)，越来越受到年轻消费者的青睐。原料是影响牛肉消费价值主要因素之一，不同部位、不同品质的原料加工烹饪出的牛肉往往会有很大差异，特别是我国市场上牛肉原料混杂，现代精饲、草地放牧、老残淘汰等不同品质原料对牛肉品质评价和分等分级等提出了更高要求。传统的牛肉品质检测和分等分级侧重于大宗交易时的胴体评价，难以适用于特定的牛肉制品，且多以化学分析、仪器检测等破坏性方式为主，不仅过程复杂、费时费力，还会造成大量的原料污染和浪费。因此，为促进牛肉产业发展，有必要针对牛肉的品质特点和消费需要建立一套快速、有效的检测手段和分级方法，实现牛肉品质的快速检测。近红外(NIR)是一种介于可见光(VIS)和中红外光(IR)之间的电磁波，美国材料检测学会(ASTM)将其定义为波长为780～2526nm的光谱区，是自上个世纪70年代以来发展起来的一项现代分析技术，目前在各个领域都具有广泛的应用，其样品的处理方式简单，并且可以同时评估肉类的多个指标，目前主要用于产地和品种的鉴别、品质的评价以及安全检测等方面。而近红外光谱技术具有快速、准确、无污染等特点，对于提高工作效率，减少原料损耗、降低劳动强度等有很大帮助。一些研究表明，近红外光谱技术在肉和肉制品的部分指标分析预测中有着良好的预测效果，但是基于近红外光谱信息评价对牛肉食用品质和化学成分预测的系统方法还不够成熟。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于近红外光谱信息系统评价牛肉品质的系统方法以解决上述问题。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种使用近红外光谱信息评价牛肉品质的数据模型的建立方法，所述数据模型通过以下方法获得：1).建立牛肉近红外光谱的大样本数据后对其进行牛肉品质相关参数的检测；2).根据红外光谱的大样本数据和所述牛肉品质相关参数的对应关系建立近红外光谱数据模型；所述牛肉品质相关参数为主要化学成分指标和/或品质指标；所述主要化学成分指标包括蛋白含量、脂肪含量及水分含量中的一种或多种；所述品质指标包括剪切力值、蒸煮损失率、持水力及色差L*、a*、b*值中的一种或多种。优选的，如上所述的数据模型的建立方法，当所述牛肉品质相关参数为主要化学成分指标时，所述牛肉样本状态为肉糜或肉块；优选为肉糜；当所述牛肉品质相关参数为品质指标时，所述牛肉样本状态为肉块。优选的，如上所述的数据模型的建立方法，在所述方法中，获取的近红外光谱为1000～2500nm范围内的光谱。优选的，如上所述的数据模型的建立方法：当所述牛肉品质相关参数为蛋白含量时，获取的近红外光谱为1400nm～1600nm；当所述牛肉品质相关参数为脂肪含量时，获取的近红外光谱为1200nm～1400nm；当所述牛肉品质相关参数为水分含量时，获取的近红外光谱为1100nm～1200nm。优选的，如上所述的数据模型的建立方法，获取近红外光谱的方法为用近红外光谱仪进行扫描获取，平均扫描次数为30次。优选的，如上所述的数据模型的建立方法，所述牛肉样本取自外脊和小黄瓜条部位。优选的，如上所述的数据模型的建立方法，所述近红外光谱数据模型的建立方法为判别偏最小二乘法。优选的，如上所述的数据模型的建立方法，所述近红外光谱经过一阶导数处理。优选的，如上所述的数据模型的建立方法：当所述牛肉品质相关参数为蛋白含量时，主因子数为6，处理方法为SNV；当所述牛肉品质相关参数为脂肪含量时，主因子数为10，处理方法为Smooth-G(7)；当所述牛肉品质相关参数为水分含量时，主因子数为10，处理方法为Smooth-G(3)；当所述牛肉品质相关参数为剪切力时，主因子数为7，处理方法为SNV；当所述牛肉品质相关参数为蒸煮损失时，主因子数为4，处理方法为Smooth-G(7)；当所述牛肉品质相关参数为L*时，主因子数为7，处理方法为Smooth-G(7)；当所述牛肉品质相关参数为a*时，主因子数为6，处理方法为SNV；当所述牛肉品质相关参数为b*时，主因子数为6，处理方法为MSC。一种基于近红外光谱信息评价牛肉品质的方法，包括：获取待检测牛肉样本的近红外光谱并通过权利要求1～9任一项所述的使用近红外光谱信息评价牛肉品质的数据模型的建立方法建立的数据模型对所述待检测牛肉样本的品质进行评价。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的基于近红外光谱信息评价牛肉品质的方法操作快速、简单、重复性好，可以成功用于牛肉原料肉的快速、准确的品质检测，从而为相关厂家和企业节约时间和资金成本，避免在劣质牛肉上不必要的浪费，为牛肉品质的判定和牛肉定价提供成本节约、科学可靠的依据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中样品的近红外平均光谱图；图2为本专利技术实施例中经过一阶导数处理后的肉糜、肉块状态下样品的近红外平均光谱图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例本实施例提供了一种基于近红外光谱信息评价牛肉品质的方法。为实现以近红外技术为手段的牛肉品质预测，本专利技术应用国产便携式近红外光谱仪，选用烧烤牛肉常用的外脊和小黄瓜条为原料，在工厂操作环境下，分别以肉块和肉糜状态采集原料牛肉的近红外数据，建立烧烤用原料牛肉品质的快速、无污染预测模型，探究近红外光谱技术预测烧烤用原料牛肉品质指标的能力。1材料和方法1.1材料与试剂牛外脊(背最长肌)、小黄瓜条(半腱肌)，分别选取北京御香苑集团和宁夏夏华清真肉食品公司育肥西门塔尔杂交牛20和60头，宰后于0-4℃下排酸48h。牛肉排酸完成后，于现场取下外脊和小黄瓜条。硫酸铜、硫酸钾、硫酸、盐酸等均为分析纯。1.2仪器与设备SupNIR-1550便携式近红外光谱仪：杭州聚光科技公司；CR-400色差计：美能达公司；MODEL235Warner--Bratzkr剪切力仪：英国G-RManufacturing公司；YYW-2型应变控制式无侧限压力仪：南京土壤仪器厂；KjeltecTM2300凯式定氮仪：丹麦Foss公司；SoxtecTM2050脂肪测定仪：丹麦Foss公司；HHS-21-6型电热恒温水浴锅：上海博讯实业有限公司医疗设备厂；JH2102电子天平：上海精科天美科学仪器有限公司。1.3试验方法1.3.1光谱采集将牛肉切成肉块为厚度3cm、大小约3×6×6cm3的完整样品；肉糜则是在2.0×103rmp的条件下绞碎15s后得到均质样品，分别采集肉块和肉糜状态下的近红外光谱，于黑暗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用近红外光谱信息系统评价牛肉品质的数据模型的建立方法，其特征在于，所述数据模型通过以下方法获得：1).建立牛肉近红外光谱的大样本数据后对其进行牛肉品质相关参数的检测；2).根据红外光谱的大样本数据和所述牛肉品质相关参数的对应关系建立近红外光谱数据模型；所述牛肉品质相关参数为主要化学成分指标和/或品质指标；所述主要化学成分指标包括蛋白含量、脂肪含量及水分含量中的一种或多种；所述品质指标包括剪切力值、蒸煮损失率、持水力及色差L*、a*、b*值中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种使用近红外光谱信息系统评价牛肉品质的数据模型的建立方法，其特征在于，所述数据模型通过以下方法获得：1).建立牛肉近红外光谱的大样本数据后对其进行牛肉品质相关参数的检测；2).根据红外光谱的大样本数据和所述牛肉品质相关参数的对应关系建立近红外光谱数据模型；所述牛肉品质相关参数为主要化学成分指标和/或品质指标；所述主要化学成分指标包括蛋白含量、脂肪含量及水分含量中的一种或多种；所述品质指标包括剪切力值、蒸煮损失率、持水力及色差L*、a*、b*值中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的数据模型的建立方法，其特征在于，当所述牛肉品质相关参数为主要化学成分指标时，所述牛肉样本状态为肉糜或肉块；优选为肉糜；当所述牛肉品质相关参数为品质指标时，所述牛肉样本状态为肉块。3.根据权利要求1所述的数据模型的建立方法，其特征在于，在所述方法中，获取的近红外光谱为1000～2500nm范围内的光谱。4.根据权利要求3所述的数据模型的建立方法，其特征在于，当所述牛肉品质相关参数为蛋白含量时，获取的近红外光谱为1400nm～1600nm；当所述牛肉品质相关参数为脂肪含量时，获取的近红外光谱为1200nm～1400nm；当所述牛肉品质相关参数为水分含量时，获取的近红外光谱为1100nm～1200nm。5.根据权利要求4所述的数据模型的建立方法，其特征在于，获取近红外光谱的方法为用近红外光谱仪进行扫描获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤晓艳，刘晓晔，陶瑞，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11