基于智能感官的干腌火腿风味评价方法技术

本发明专利技术公开了基于智能感官的干腌火腿风味评价方法，属于肉品品质检测领域。该风味评价方法包括步骤：通过电子鼻、电子舌和机器视觉分别检测不同风味特征的干腌火腿样品，构建智能感官数据库并提取特征值，采用人工感官评价结合定量描述对样品的风味特征打分构建风味评价得分数据库；再将提取的特征值作为自变量，风味评价得分作为因变量，多数据融合建模，得到确定系数大而均方根误差小的风味评价模型，未知干腌火腿经智能感官检测和特征提取后，导入上述风味评价模型得到其风味评价得分。本发明专利技术实现对干腌火腿风味的快速准确评价，操作简单、效率高、预测准确，具有较高的应用价值，值得广泛推广。

【技术实现步骤摘要】
基于智能感官的干腌火腿风味评价方法
本专利技术涉及肉品品质检测领域，尤其涉及一种基于智能感官的干腌火腿风味评价方法。
技术介绍
干腌火腿是一种由猪的前、后腿作为原料，经过盐腌、整形、后熟等工序加工而成的广受消费者喜爱的肉制品。由于原料、加工工艺的不同，不同干腌火腿的风味品质也存在较大差异。在利益的驱使下，以次充好、以假乱真的现象时有发生，未达到规定风味品级的火腿制品在没有得到较好的管制情况下流入市场，严重影响了市场秩序。目前，较为传统的风味评价常常依赖“三签法”来评定干腌火腿的风味价值。依靠有经验的火腿技师，通过插入三个不同部位竹签所吸附的香气判定产品的风味。传统观的三签法对火腿品鉴师的要求较高，在现代化工业生产中具有较大的局限性，找到人工感官的替代方法来实现干腌火腿风味特征快速准确的评价成为亟待解决的问题。不同干腌火腿因其原料和加工工艺等的不同导致其内部营养成分有较大差异性，这些差异宏观表现在香味、滋味和外观等外部指标的变化。智能感官技术是一种模拟生物感官功能的新型检测方法，包括电子鼻、电子舌和电子眼等。智能感官技术能够将干腌火腿的香味、滋味和外观等信息转化为响应信号，再基于数据融合方法从这些响应信号中提取出有用信息，实现对干腌火腿品质的直接表征，不同于人工感官评价方法，智能感官技术能够更加客观地、高效地评价干腌火腿的品质特性，目前尚未见将智能感官技术与干腌火腿品质评价相结合的技术报道。
技术实现思路
针对现有技术中人工感官评价干腌火腿风味品质存在主观性强不够准确的缺陷，本专利技术提供了一种基于智能感官的干腌火腿风味评价方法，通过多种智能感官数据替代人工感官评价干腌火腿风味，客观且快速准确。实际应用价值广。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：基于智能感官的干腌火腿风味评价方法，包括如下步骤：(1)不同风味特征的干腌火腿分别制备方块状、粉状和液态的干腌火腿检测样品；(2)采用电子鼻、电子舌和机器视觉分别对上述干腌火腿检测样品进行检测，构建智能感官数据库，并提取特征值；(3)采用人工感官评价结合定量描述对步骤(1)所述干腌火腿检测样品的风味特征进行打分，构建风味评价得分数据库；(4)将步骤(2)中提取的特征值作为自变量，步骤(3)中所述干腌火腿检测样品的风味评价得分作为因变量，多数据融合建模，得到确定系数(R2)大而均方根误差(RMSE)小的风味评价模型；(5)未知干腌火腿经上述步骤(1)和(2)，得到特征值，再将得到的特征值导入步骤(4)所述风味评价模型，得到其风味评价得分。在本专利技术的实施方案中，步骤(1)中，所述干腌火腿检测样品的制备方法包括：(101)若干具有不同风味特征的干腌火腿去骨去皮，取肌肉部分切成边长为1-2cm的方块状干腌火腿样品；(102)所述方块状干腌火腿样品采用液氮进行冷却后，研磨3-5s，并重复研磨3-5次，得到粉状干腌火腿样品；(103)所述粉状干腌火腿样品置于去离子水中静置2-3h，9000-10000r/min离心30-40min，取上清液过水相微孔滤膜，滤液按1：10-20的比例稀释，得到液态干腌火腿样品。在本专利技术的实施方案中，步骤(2)中，机器视觉检测所述方块状干腌火腿样品，通过图像传感器得到若干所述干腌火腿样品及其重要区域的图片，且图片分辨率不低于600×600；电子鼻检测所述粉状干腌火腿样品，得到若干电子鼻传感器响应信号；电子舌检测所述液态干腌火腿样品，得到若干电子舌传感器响应信号。在本专利技术的实施方案中，步骤(2)中，机器视觉图片提取的特征值包括但不限于RGB色彩模式下的红值平均值、绿值平均值、蓝值平均值和其数学变化后的红值标准偏差、绿值标准偏差、蓝值标准偏差，及经图像前处理算法小波变换后各通道的平均值(m)、标准差(s)和平均能量(e)。优选地，步骤(2)中，平均值(m)、标准差(s)和平均能量(e)的计算公式如下：其中，m为机器视觉图片的各通道下的平均值；s为机器视觉图片的各通道下的标准差；e为机器视觉图片的各通道下的平均能量；X为机器视觉图片的各个子集图片的横轴像素点数量；Y为机器视觉图片的各个子集图片的纵轴像素点数量；p(x,y)为机器视觉图片的各个子集图片中第(x,y)个像素点的数值。在本专利技术的实施方案中，步骤(2)中，电子鼻和电子舌提取的特征值包括但不限于其传感器响应信号的最大值、最小值、稳定阶段响应值、响应信号的平均值、响应信号的积分值和响应信号的微分值。在本专利技术的实施方案中，步骤(3)中，所述干腌火腿检测样品的风味特征包括但不限于光泽感、红度、脂肪色、边缘整齐度、湿润度、发酵味、奶酪味、油脂哈败味、烟熏味、肉香味、酸味、黄油味；所述打分的方式为若干专业感官员于100mm无标注线段独立评分，分数范围为1-100。在本专利技术的实施方案中，步骤(4)中，所述多数据融合建模方法包括但不限于数理统计分析法、神经网络算法和随机森林算法。优选地，步骤(4)中，确定系数(R2)和均方根误差(RMSE)的计算公式如下：其中，R2为确定系数；RMSE为均方根误差；N表示评价模型建立过程中使用的风味特征已知的样本个数；Xi为评价模型建立过程中第i个样本风味评价的实际值；为评价模型建立过程中样本风味评价实际值的平均值；Yi为评价模型建立过程中第i个样本的风味评价的预测值；为评价模型建立过程中样本风味评价预测值的平均值。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过多数据融合以及数理统计和神经网络算法等的智能感官技术评价干腌火腿风味，采用确定系数和均方根误差作为评价指标建立干腌火腿风味评价模型，实现替代人工感官评价对干腌火腿的风味特征进行快速准确评价，操作简单、效率高、预测准确，不需要复杂的样品前处理和昂贵的仪器，具有较高的应用价值。附图说明图1是实施例1中不同储藏年份干腌火腿机器视觉的原始图像：(a)1年，(b)2年，(c)3年。图2是实施例1中基于各智能感官数据和融合数据的PCA分析结果。图3是实施例1中各智能感官数据之间的皮尔逊相关性分析。图4是实施例1中不同储藏年份干腌火腿人工感官评价得分雷达图。图5是实施例1中基于BP神经网络的预测模型。图6是实施例1中基于智能感官技术的干腌火腿风味评分的预测结果：(a)光泽感，(b)红度，(c)脂肪颜色，(d)边缘粗糙程度，(e)湿润程度，(f)发酵味，(g)奶酪味，(h)油脂哈败味，(i)烟熏味，(j)肉香味，(k)酸味，(l)黄油味。具体实施方式下面结合说明书附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。不同干腌火腿其内部营养成分会有较大差异性，其差异宏观表现在香味、滋味和外观等外部指标的变化。智能感官技术是一种模拟生物感官功能的新型检测方法，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于智能感官的干腌火腿风味评价方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)不同风味特征的干腌火腿分别制备方块状、粉状和液态的干腌火腿检测样品；/n(2)采用电子鼻、电子舌和机器视觉分别对上述干腌火腿检测样品进行检测，构建智能感官数据库，并提取特征值；/n(3)采用人工感官评价结合定量描述对步骤(1)所述干腌火腿检测样品的风味特征进行打分，构建风味评价得分数据库；/n(4)将步骤(2)中提取的特征值作为自变量，步骤(3)中所述干腌火腿检测样品的风味评价得分作为因变量，多数据融合建模，得到确定系数(R

【技术特征摘要】
1.基于智能感官的干腌火腿风味评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)不同风味特征的干腌火腿分别制备方块状、粉状和液态的干腌火腿检测样品；
(2)采用电子鼻、电子舌和机器视觉分别对上述干腌火腿检测样品进行检测，构建智能感官数据库，并提取特征值；
(3)采用人工感官评价结合定量描述对步骤(1)所述干腌火腿检测样品的风味特征进行打分，构建风味评价得分数据库；
(4)将步骤(2)中提取的特征值作为自变量，步骤(3)中所述干腌火腿检测样品的风味评价得分作为因变量，多数据融合建模，得到确定系数(R2)大而均方根误差(RMSE)小的风味评价模型；
(5)未知干腌火腿经上述步骤(1)和(2)，得到特征值，再将得到的特征值导入步骤(4)所述风味评价模型，得到其风味评价得分。


2.根据权利要求1所述的干腌火腿风味评价方法，其特征在于，
步骤(1)中，所述干腌火腿检测样品的制备方法包括：
(101)若干具有不同风味特征的干腌火腿去骨去皮，取肌肉部分切成边长为1-2cm的方块状干腌火腿样品；
(102)所述方块状干腌火腿样品采用液氮进行冷却后，研磨3-5s，并重复研磨3-5次，得到粉状干腌火腿样品；
(103)所述粉状干腌火腿样品置于去离子水中静置2-3h，9000-10000r/min离心30-40min，取上清液过水相微孔滤膜，滤液按1：10-20的比例稀释，得到液态干腌火腿样品。


3.根据权利要求1或2所述的干腌火腿风味评价方法，其特征在于，
步骤(2)中，机器视觉检测所述方块状干腌火腿样品，通过图像传感器得到若干所述干腌火腿样品及其重要区域的图片，且图片分辨率不低于600×600；
电子鼻检测所述粉状干腌火腿样品，得到若干电子鼻传感器的响应信号；
电子舌检测所述液态干腌火腿样品，得到若干电子舌传感器的响应信号。


4.根据权利要求3所述的干腌火腿风味评价方法，其特征在于，
步骤(2)中，机器视觉提取的特征值包括但不限于RGB色彩模式下的红值平均值、绿值平均值、蓝值平均值和其数学变化后的红值标准偏差、绿值标准偏差、蓝值标准偏差，及经图像前处理算法小波变换后各通道的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，姜水，倪晨蝶，陈高乐，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31