一种基于近红外光谱技术的类PSE鸡肉判定方法技术

本发明专利技术公开了食品检测技术领域的一种基于近红外光谱技术的类PSE鸡肉判定方法。本发明专利技术的方法收集鸡肉样品的近红外光谱，通过测定宰后24h的pH值；然后对光谱数据进行预处理，得到目标矩阵，并将该矩阵分为校正集与预测集。采用校正集中的样品及其所对应的光谱数据、测定的宰后24h的pH值为依据，建立预测模型，并对模型的预测精度进行评价。本发明专利技术的方法简单，操作简捷迅速，对样品无需特殊预处理，适用范围广泛，既可应用于市场上销售的冷鲜产品，也可应用于工业生产第一线。

【技术实现步骤摘要】
一种基于近红外光谱技术的类PSE鸡肉判定方法
本专利技术属于食品检测
，涉及一种基于近红外光谱技术的类PSE鸡肉判定方法。
技术介绍
鸡肉是我国居民重要的肉类来源。我国已成为世界第二大肉鸡屠宰加工生产国。伴随着肉鸡屠宰加工行业的快速发展，也出现了一系列鸡肉品质下降的问题。其中类PSE(pale，soft，exudative)鸡胸肉问题就是其中较为严重的品质问题。类PSE鸡胸肉表现为颜色苍白，质地松软，汁液渗出严重等特点。与正常肉相比，苍白的肉色导致消费者购买欲望降低；作为工业原料，严重的汁液损失导致产品出品降低，使禽肉加工生产企业造成严重的经济损失。有研究表明：我国类PSE鸡胸肉发生率随季节变化表现不同结果，冬季发生率约为20.95％，夏季发生率约为23.39％，某些地区甚至高达40％。美国每年由于类PSE肉问题造成的经济损失高达2亿美元。导致类PSE鸡胸肉产生的原因主要包括两个方面：宰前应激与宰后环境。肉鸡由于宰前禁食、捕捉、运输、高温等环境因素造成强烈的应激。而宰后初期，胴体由有氧呼吸转变为糖酵解代谢，伴随ATP、糖原消耗，导致胴体温度升高，同时产生的乳酸积累，使胴体pH降低，在高温低酸环境下，蛋白质部分变性，产生类PSE鸡胸肉。在工厂实际生产过程中，没有统一的类PSE鸡胸肉评定方法，仅凭借工人经验，进行简单分级。而实验室判定方法采用肉色结合pH值测定法，判定标准为宰后24h，L*>53,pH<5.7归为类PSE鸡胸肉。虽然L*-pH法可到达准确判定的目的，但是在测定过程中插入法测定鸡肉pH值对鸡胸肉造成一定程度损坏，测试速度较慢，pH值稳定时间需1～2min左右，测定过程中可能导致肉样与肉样交叉污染，因此无法满足生产中无损快速的要求。
技术实现思路
为了解决类PSE鸡胸肉人工判别误差大和pH-L*测定法破坏鸡胸肉感官特性的缺陷问题，本专利技术提供了一种基于近红外光谱的类PSE鸡胸肉的判定方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于近红外光谱的类PSE鸡胸肉的判定方法，该方法包括以下步骤：1)根据宰后24小时后的鸡胸肉样品pH值进行分组，其中：pH值＜5.7为类PSE肉组，pH值≥5.7为正常肉组，记录鸡胸肉样品所测得的pH值，作为回归分析预测模型的观测值；2)对步骤1)中的鸡胸肉样品进行近红外光谱采集，得到原始光谱，将得到的原始光谱进行预处理得到目标矩阵；3)将步骤2)得到的目标矩阵以3:1的比例采用SPXY算法进行分配，得到两个数据集，校正集与预测集；对校正集采用偏最小二乘法建立预测模型；对预测集采用预测值与观测值的相关系数和标准差参数对回归分析预测模型进行评估；4)采集待测样品的光谱信息进行预处理，将预处理后的光谱数据代入到步骤3)得到的预测模型中，得到待测样品的宰后24h的pH值的预测值，与类PSE鸡胸肉的临界pH值相对比，对被待测样品是否为类PSE鸡胸肉做出判断。本专利技术技术方案中：步骤1)中所述的鸡胸肉样品数量不少于60个。本专利技术技术方案中：步骤1)中所述的鸡胸肉样品数量为60-80个。本专利技术技术方案中：步骤2)中近红外光谱采集参数为：采样模块：积分球；采样模式：漫反射；分辨率：16cm-1；采样范围：4000～12000cm-1；采样次数：32次。本专利技术技术方案中：步骤1)中pH值测定采用插入法，探针式pH计在使用前用4.01和7.01两种标准液进行校正，之后将pH计探头插入鸡胸肉样品，直至探头完全没入。本专利技术技术方案中：步骤3)中的预测值是采集预测集鸡胸肉样品的光谱信息并且依次采用Savitzky-Golay平滑法和多元散射校正法对光谱进行预处理，将预处理后的光谱信息代入所述的预测模型中得到的数值。本专利技术技术方案中：步骤2)和步骤4)中所述的预处理是先采用Savitzky-Golay平滑法，然后再采用多元散射校正法进行处理。本专利技术的有益效果：本专利技术旨在运用近红外光谱技术、计算机技术、化学计量学以及基础测定方法的有机结合，建立能够准确的、有效的反映冷鲜鸡胸肉是否属于类PSE肉的判定模型，并建立有关的测试系统，该系统能够专项针对冷鲜鸡胸肉是否为类PSE肉进行准确、快速、无损的检测，客服传统方法的技术缺陷，在装备成本、稳定性、操作性、无损性等多个方面具有较大的优势。本专利技术与人工经验判定及pH-L*法相比，具有以下优点：测定装备简单，操作简捷，检测快捷；无需操作者具备专业知识，样品无需特定预处理且对样品无损伤；本专利技术技术能够面向屠宰加工生产线，也可用于消费者日常购买。附图说明图1是所采集样品的近红外光谱图。图2是采用PLSR回归方法所建立预测模型的评价结果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此：实施例1基于近红外光谱技术的类PSE鸡肉判定方法，具体方法如下：材料：冷鲜鸡胸肉，江苏益客食品有限公司。类PSE肉判定：根据相应的判定标准测得宰后24h鸡胸肉的pH值，根据宰后24h的pH<5.7的标准，将测定得到的鸡胸肉分为类PSE肉与正常肉。光谱采集：采用赛默飞公司(ThermoFisher)Antaris近红外光谱仪，采样扫描范围：4000～12000cm-1，分辨率：16cm-1，扫描次数：32次，采样模块：积分球，采样模式：漫反射。数据处理及模型建立：首先采用Savitzky-Golay平滑法，然后采用多远散射校正法(MSC)对采集到的光谱数据进行预处理；按照3:1的比例采用SPXY算法进行分配光谱数据，得到校正集与预测集。采用校正集中的样品所对应的光谱数据、测定的宰后24h的pH值为依据，建立预测模型，并对模型的预测精度进行评价：在校正集中采用偏最小二乘回归(PLSR)方法建立预测模型，将预测集的光谱数据导入到预测模型中，得到预测值，采用预测值与观测值的相关系数、标准差等参数对预测模型进行评价。通过计算机对采集到的光谱数据进行分析及处理，以预测得到的宰后24h的pH值作为唯一参数，进行类PSE肉的判定，所采用的方法为临界值法，即人工设定的宰后24h的pH值临界值进行对比，即可定性判定为类PSE肉。所谓临界值，是根据正常肉样品的宰后24h的pH值为依据而设定的。具体值为pH＝5.7。当pH<5.7时，便可判定为类PSE肉。pH值测定采用插入法，探针式pH计在使用前用4.01和7.01两种标准液进行校正，之后将pH计探头插入鸡胸肉样品，直至探头完全没入。本专利技术的方法具体步骤为：首先，通过pH-L*法选择42块正常肉与21块类PSE肉作为样本，并记录所对应的宰后24h的pH值，置于4℃冰箱冷藏，根据实验方案开展操作。在进行近红外光谱测量时，每块肉样从冰箱内取出，将在室内、室温、常压下放置30分钟之后进行光谱采集，获取样本的光谱信息，如图1所示。将测得光谱进行预处理，即采用S-G平滑法，然后采用多远散射校正法(MSC)进行预处理，处理结果作为目标矩阵用于建模。目标矩阵以3:1的比例采用SPXY算法进行分配，得到校正集与预测集。采用校正集中的样品所对应的光谱数据、测定的宰后24h的pH值为依据，建立预测模型，并对模型的预测精度进行评价：在校正集中采用偏最小二乘回归(PLSR)方法建立预测模型，将预测集的光谱数据导入到预测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于近红外光谱的类PSE鸡胸肉的判定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)根据宰后24小时后的鸡胸肉样品pH值进行分组，其中：pH值＜5.7为类PSE肉组，pH值≥5.7为正常肉组，记录鸡胸肉样品所测得的pH值，作为回归分析预测模型的观测值；2)对步骤1)中的鸡胸肉样品进行近红外光谱采集，得到原始光谱，将得到的原始光谱进行预处理得到目标矩阵；3)将步骤2)得到的目标矩阵以3:1的比例采用SPXY算法进行分配，得到两个数据集，校正集与预测集；对校正集采用偏最小二乘法建立预测模型；对预测集采用预测值与观测值的相关系数和标准差参数对回归分析预测模型进行评估；4)采集待测样品的光谱信息进行预处理，将预处理后的光谱数据代入到步骤3)得到的预测模型中，得到待测样品的宰后24h的pH值的预测值，与类PSE鸡胸肉的临界pH值相对比，对被待测样品是否为类PSE鸡胸肉做出判断。

【技术特征摘要】
1.一种基于近红外光谱的类PSE鸡胸肉的判定方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)根据宰后24小时后的鸡胸肉样品pH值进行分组，其中：pH值＜5.7为类PSE肉组，pH值≥5.7为正常肉组，记录鸡胸肉样品所测得的pH值，作为回归分析预测模型的观测值；2)对步骤1)中的鸡胸肉样品进行近红外光谱采集，得到原始光谱，将得到的原始光谱进行预处理得到目标矩阵；3)将步骤2)得到的目标矩阵以3:1的比例采用SPXY算法进行分配，得到两个数据集，校正集与预测集；对校正集采用偏最小二乘法建立预测模型；对预测集采用预测值与观测值的相关系数和标准差参数对回归分析预测模型进行评估；4)采集待测样品的光谱信息进行预处理，将预处理后的光谱数据代入到步骤3)得到的预测模型中，得到待测样品的宰后24h的pH值的预测值，与类PSE鸡胸肉的临界pH值相对比，对被待测样品是否为类PSE鸡胸肉做出判断。2.根据权利要求1所述的基于近红外光谱的类PSE鸡胸肉的判定方法，其特征在于：步骤1)中所述的鸡胸肉样品数量不少于60个。3.根据权利要求2所述的基于近红外光谱的类PSE鸡胸肉的判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐幸莲，陈宏强，王虎虎，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32