在线快速检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法技术

本发明专利技术公开了在线快速检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法，采集校正集鸡肉样品的高光谱图像，对获取的光谱图进行预处理再进行目标区域的识别以及光谱图平均光谱数据的提取；将提取的光谱数据代入公式即得。本发明专利技术从486个全波段内提取23个最优波长时为了剔除大量的冗余信息，提取有用的信息，以降低数据分析的计算量，从而提高偏最小二乘模型的精度，以实现肉品企业大规模的在线生产的需求。与现有技术相比，本发明专利技术具有以下有益效果：本发明专利技术不需对被测样品进行预处理，仅对样品进行非接触的光谱扫描且没有破坏性；本发明专利技术不使用任何化学试剂，即绿色又节约成本；本发明专利技术易于操作又节约时间，能实现鸡肉热杀索丝菌含量的大规模在线检测。

【技术实现步骤摘要】
在线快速检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法
本专利技术涉及及食品质量与安全检测领域，具体涉及在线快速检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法。
技术介绍
当今，鸡肉不仅可以提供给人们日常生活所需的蛋白质、不饱和脂肪酸、矿物质和维生素等营养物质而且又因其肉质细嫩、滋味鲜美并具有滋补养身的作用，而深受消费者的青睐。目前冷鲜鸡肉已成为我国大中城市的消费主流，但冷鲜鸡肉的货架期很短，一般新鲜鸡肉在4℃冷藏时，其货架期是3-5天便会腐败变质，而超过货架期的鸡肉其颜色、气味和外观会逐渐恶化而失去其食用价值，其中热杀索丝菌是导致鸡肉腐败的主要微生物之一，因此对鸡肉中热杀索丝菌的在线监测和控制具有重要的意义。目前鸡肉中热杀索丝菌的检测仍使用传统的国标法即GB4789.2-2016《食品微生物学检验菌落总数测定》，此方法在试验过程中需使用大量的化学试剂且费时费力对被测样品具有破损性，满足不了当今肉品行业对快速、无损、大规模的在线检测技术的要求。因此，专利技术一种高光谱成像技术在线检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法对当今肉品行业的快速发展具有相当重要的现实意思。目前，将传统的光谱学与计算机视觉技术相融合的高光谱成像技术可以同时提供被测样本的空间信息和光谱信息，而且高光谱成像技术还具有快速、无损且不使用化学试剂等优点。近年来，在肉品的质量评估方面已有大量研究，但在鸡肉热杀索丝菌含量方面的研究较少。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了在线快速检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法。本专利技术的技术方案是：在线快速检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法，采集校正集鸡肉样品的高光谱图像，对获取的光谱图进行预处理再进行目标区域的识别以及光谱图平均光谱数据的提取；将提取的光谱数据代入下式即得Y热杀索丝菌＝3.317+86.169X900.55nm-88.706X908.787nm+30.741X930.198nm+30.227X945.017nm-13.467X992.756nm-19.797X1076.672nm+20.302X1134.246nm-42.492X1153.986nm-28.796X1183.596nm+17.563X1211.563nm+18.391X1265.862nm-28.133X1364.648nm+35.015X1376.18nm-39.351X1428.92nm+34.109X1511.418nm+30.027X1565.94nm-48.368X1643.713nm-50.025X1673.54nm+50.895X1688.463nm-24.98X1691.78nm+156.168X1693.439nm-56.647X1696.756nm+148.295X1700.074nm，其中Y热杀索丝菌为鸡胸肉样品的热杀索丝菌含量的对数值(lg(CFU/g))，X900.55nm、X908.787nm、X930.198nm、X945.017nm、X992.756nm、X1076.672nm、X1134.246nm、X1153.986nm、X1183.596nm、X1211.563nm、X1265.862nm、X1364.648nm、X1376.18nm、X1428.92nm、X1511.418nm、X1565.94nm、X1643.713nm、X1673.54nm、X1688.463nm、X1691.78nm、X1693.439nm、X1696.756nm、X1700.074nm，分别为波长在900.55nm、908.787nm、930.198nm、945.017nm、992.756nm、1076.672nm、1134.246nm、1153.986nm、1183.596nm、1211.563nm、1265.862nm、1364.648nm、1376.18nm、1428.92nm、1511.418nm、1565.94nm、1643.713nm、1673.54nm、1688.463nm、1691.78nm、1693.439nm、1696.756nm、1700.074nm处的光谱反射率值,，相关系数R＝0.970，均方根误差RMSE＝0.282。本专利技术的进一步改进包括：对获取的光谱图进行预处理即黑白板校正按照以下公式进行：其中R为校正后的图像，O为原始光谱图像；I为黑板图像，其反射率为0％，B为白板图像，其反射率为99.9％。本专利技术为弥补现有技术操作繁琐，周期长、费用高且破坏样品等缺陷，而提供一种无需预处理、非破坏性、快速、易于操作且费用低等特点的高光谱成像技术以此来检测鸡肉中的肠杆菌数。本专利技术从486个全波段内提取23个最优波长时为了剔除大量的冗余信息，提取有用的信息，以降低数据分析的计算量，从而提高偏最小二乘模型的精度，以实现肉品企业大规模的在线生产的需求。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在对不破坏样品的情况下，只需对样品进行非接触的光谱扫描即可获得样品的热杀索丝菌含量；试验过程中降低了由于人为操作而导致的偶然误差；本专利技术可以实现鸡胸肉热杀索丝菌含量的大规模在线检测。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术只需要获取被测样品的光谱数据，把获得的最优波长下的光谱反射率值直接带入所建的最优预测模型内即可得到被测样品中肠杆菌的含量，大大提高了工作效率；试验过程中不使用任何化学试剂，即省钱又环保；被测样品无需进行预处理，只需进行非接触的光谱扫描对样品没有破坏性，可实现鸡肉肠杆菌的大批量在线检测附图说明图1为实施例的鸡胸肉的高光谱图特征。图2为实施例的鸡胸肉最优波长的提取图。图3鸡胸肉重量的预测值与实测值之间的关系。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做详细说明。实施例本实施例的一种快速无损在线检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法步骤如下：(1)将购买的整块新鲜鸡胸肉在实验室分割成3cm*3cm*1cm的小样品，共获得95个小样品称为校正集，再将其平均分成7份，分别放进带有盖子的一次性塑料盒里，最后放在4℃的冰箱内进行冷藏，在0、1、2、3、4、5、6天各取出一份进行试验；(2)在试验之前，提前30min打开高光谱成像系统预热，同时鸡肉样本也提前30min从冰箱内取出待其恢复至室温后用吸水纸将其表面的水分擦干，将成像系统的状态调至最佳即光谱图像采集速度为6.54mm/s，曝光时间为4.65ms时，接着进行黑板和白板图像的保存，最后进行样品图像的采集；(3)将调试好的高光谱成像系统来采集校正集样品的高光谱图像；(4)将采集过光谱图像的样品立即使用GB4789.2-2016《食品微生物学检验菌落总数测定》的方法检测样品的热杀索丝菌含量，记录为lg(FCU/g)；即95个样品的热杀索丝菌的含量数据统计如表1：表195个样品热杀索丝菌含量的数据统计(5)对获得光谱图像按照以下公式进行黑白板校正；其中R为校正后的图像，O为原始光谱图像；I为黑板图像，其反射率为0％，B为白板图像，其反射率为99.9％。(6)提取校正过的光谱图像中感兴趣区域(ROI)的光谱数据，集95个样品的全波段光谱数据如图1：(7)采用偏最小二乘(PLSR)法来建立步骤(4)和步骤(6)中校正集样品热杀索丝菌含量与光谱数据之间的全波段(486个波长)预测模型，即全波段的校正集PLSR预测模型。对所建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在线快速检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法，其特征在于，采集校正集鸡肉样品的高光谱图像，对获取的光谱图进行预处理再进行目标区域的识别以及光谱图平均光谱数据的提取；将提取的光谱数据代入下式即得Y热杀索丝菌＝3.317+86.169X900.55nm‑88.706X908.787nm+30.741X930.198nm+30.227X945.017nm‑13.467X992.756nm‑19.797X1076.672nm+20.302X1134.246nm‑42.492X1153.986nm‑28.796X1183.596nm+17.563X1211.563nm+18.391X1265.862nm‑28.133X1364.648nm+35.015X1376.18nm‑39.351X1428.92nm+34.109X1511.418nm+30.027X1565.94nm‑48.368X1643.713nm‑50.025X1673.54nm+50.895X1688.463nm‑24.98X1691.78nm+156.168X1693.439nm‑56.647X1696.756nm+148.295X1700.074nm，其中Y热杀索丝菌为鸡胸肉样品的热杀索丝菌含量的对数值(lg(CFU/g))，X900.55nm、X908.787nm、X930.198nm、X945.017nm、X992.756nm、X1076.672nm、X1134.246nm、X1153.986nm、X1183.596nm、X1211.563nm、X1265.862nm、X1364.648nm、X1376.18nm、X1428.92nm、X1511.418nm、X1565.94nm、X1643.713nm、X1673.54nm、X1688.463nm、X1691.78nm、X1693.439nm、X1696.756nm、X1700.074nm，分别为波长在900.55nm、908.787nm、930.198nm、945.017nm、992.756nm、1076.672nm、1134.246nm、1153.986nm、1183.596nm、1211.563nm、1265.862nm、1364.648nm、1376.18nm、1428.92nm、1511.418nm、1565.94nm、1643.713nm、1673.54nm、1688.463nm、1691.78nm、1693.439nm、1696.756nm、1700.074nm处的光谱反射率值,，相关系数R＝0.970，均方根误差RMSE＝0.282。...

【技术特征摘要】
1.在线快速检测鸡肉热杀索丝菌含量的方法，其特征在于，采集校正集鸡肉样品的高光谱图像，对获取的光谱图进行预处理再进行目标区域的识别以及光谱图平均光谱数据的提取；将提取的光谱数据代入下式即得Y热杀索丝菌＝3.317+86.169X900.55nm-88.706X908.787nm+30.741X930.198nm+30.227X945.017nm-13.467X992.756nm-19.797X1076.672nm+20.302X1134.246nm-42.492X1153.986nm-28.796X1183.596nm+17.563X1211.563nm+18.391X1265.862nm-28.133X1364.648nm+35.015X1376.18nm-39.351X1428.92nm+34.109X1511.418nm+30.027X1565.94nm-48.368X1643.713nm-50.025X1673.54nm+50.895X1688.463nm-24.98X1691.78nm+156.168X1693.439nm-56.647X1696.756nm+148.295X1700.074nm，其中Y热杀索丝菌为鸡胸肉样品的热杀索丝菌含量的对数值(lg(CFU/g))，X900.55nm、X908.787nm、X930.198nm、X945.017nm、X992.756nm、X1076...

【专利技术属性】
技术研发人员：何鸿举，马汉军，王慧，宋照军，刘玺，
申请(专利权)人：河南科技学院，
类型：发明
国别省市：河南,41