生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的快速无损检测方法技术

本发明专利技术提供生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的快速无损检测方法，本发明专利技术的方法是基于便携式近红外仪对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量进行检测，与传统国家标准和其他应用台式傅里叶近红外仪检测挥发性盐基氮含量的方法相比，具有检测时间短、检测速度快、省时、省人力；对检测样品大小没有限制，无需对检测样品进行任何前期处理和破坏，实现无损检测，节约成本；因微处理器（系统程序）智能化程度高，检测自动完成，自动分析并显示检测结果，检测人员无需特殊培训，操作简单、便捷，可应用于在线检测。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，本专利技术的方法是基于便携式近红外仪对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量进行检测，与传统国家标准和其他应用台式傅里叶近红外仪检测挥发性盐基氮含量的方法相比，具有检测时间短、检测速度快、省时、省人力；对检测样品大小没有限制，无需对检测样品进行任何前期处理和破坏，实现无损检测，节约成本；因微处理器（系统程序）智能化程度高，检测自动完成，自动分析并显示检测结果，检测人员无需特殊培训，操作简单、便捷，可应用于在线检测。【专利说明】
本专利技术涉及光谱检测领域、计算机领域、化学计量学及食品无损检测
，具体地说，涉及应用便携式近红外仪对。
技术介绍
羊肉是我国主要肉类食品之一，具有高蛋白、低脂肪、富含多种维生素、矿物质和人体所需的必需氨基酸等特点，深受国内消费者的青睐。但因我国羊肉质量参差不齐，冷链物流及可追溯体系并不完整，导致市场上的羊肉普遍存在肉质较差的问题。与此同时，随着国内经济的发展，人们生活水平的提高，对生鲜羊肉的新鲜程度要求越来越高，各种鲜、嫩羔羊肉越来越受到广大消费者的青睐，目前优质、高档的羊肉90%都依靠进口，其原因有如下几个方面:第一，我国生鲜羊肉质量安全检测手段不健全，导致市场上优劣羊肉混杂，没有体现优质优价，影响了肉羊饲养者和羊肉加工者主动生产高品质羊肉的积极性；第二，我国现有的羊肉质量安全检测方法存在操作烦琐，耗时耗力等一系列问题，无法满足大批量现场快速检测的要求；第三，各种智能化、自动化质量安全检测技术虽然被引进，但是在技术使用上尚未成熟，没有真正的为我国的羊肉产业服务。因此，如何快速有效的对生鲜羊肉的新鲜程度进行检测具有重要的意义。挥发性盐基氮(TVB-N)是动物性食品腐败过程中，由酶和细菌的作用产生的氨及胺类等碱性含氮物，因其沸点很低，在碱性溶液中易蒸发，并与盐酸和硫酸等形成盐，其含量可用标准溶液滴定计算。挥发性盐基氮含量会随着生鲜羊肉的腐败加剧而增加，因此，是鉴定生鲜羊肉新鲜度的重要指标也是国标中用于评价肉质鲜度的唯一理化指标。现有检测肉类食品中挥发性盐基氮含量的方法中，国家标准GB/T5009.44— 2003中公开的半微量定氮法和微量扩散法均需要对样品进行粉碎、肉浸液提取等操作，检测过程繁琐、耗时长，难以满足在线检测、大批量、快速和非破坏性的检测要求。近些年近红外光谱分析技术已广泛应用于农产品检测领域。国内外学者已尝试采用近红外光谱分析技术对生鲜肉中挥发性盐基氮含量做初步评定工作，侯瑞锋(2006年)应用台式傅里叶近红外仪检测生鲜猪肉中的挥发性盐基氮含量，该方法检测前，需要对样品进行剔除脂肪和筋膜等预处理工作，且由于采用的台式傅里叶近红外仪对样品进行近红外光谱数据信息采集时需要将样品放置在样品杯中，因此对样品的大小有限制，而由于台式傅里叶近红外仪不便于携带，因此应用台式傅里叶近红外仪对样品中挥发性盐基氮的含量进行检测，步骤复杂，对样品的大小有限制且对样品有破坏，无法满足在线快速无损检测样品中挥发性盐基氮的要求。目前，应用近红外光谱分析技术对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的检测国内外鲜有报道。因此，为了填补应用近红外光谱分析技术检测生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的技术空白，改进我国生鲜羊肉质量安全检测技术，保障我国生鲜羊肉食品卫生质量安全，开发可以实现在线快速无损检测生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的检测方法，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。为了实现本专利技术目的，本专利技术的一种，包括以下步骤:I)首先大量采集生鲜羊肉样品，对样品进行近红外光谱数据信息采集；同时按照国家标准规定的化学检测方法对样品的挥发性盐基氮含量进行检测；2)将步骤I)中采集的所有生鲜羊肉样品的近红外光谱数据信息与挥发性盐基氮含量化学测定值一一对应建立样品集，按比例分为校正集和验证集，使用不同光谱预处理方法对采集的光谱数据信息进行预处理后，利用校正集的光谱数据信息和挥发性盐基氮含量化学测定值，建立生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的预测模型；利用验证集的光谱数据信息、挥发性盐基氮含量化学测定值和模型参数评价预测模型的精准度，确定针对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的最佳近红外光谱数据信息预处理方法和最佳预测模型；3)利用步骤2)中确定的针对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的最佳近红外光谱数据信息预处理方法和最佳预测模型，对待测生鲜羊肉样品的挥发性盐基氮含量进行检测。步骤I)中对样品进行近红外光谱数据信息采集使用的光谱范围为IOOOnm?1800nmo步骤I)中按照国家标准GB/T5009.44-2003规定的化学检测方法对样品的挥发性盐基氮含量进行检测。步骤2)中针对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的近红外光谱数据信息预处理方法包括Savitzky-Golay平滑、求导(Savitzky-Golay —阶导数、差分一阶导数)、信号校正(多元散射校正MSC、标准正太变量变换SNV、净分析信号NAS、正交信号校正0SC，去趋势校正DT、基线校正)、标准化(均值中心化、标准化)等中的至少一种。步骤2)中校正集和验证集的比例为2-3:1，优选3:1。步骤2)中针对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的最佳预测模型的精准度评价参数包括但不限于校正集标准偏差(SEC)、交互验证标准偏差(SECV)、验证集标准偏差(SEP)、校正集相关系数(Re )、验证集相关系数(Rp )。本专利技术中，实现所述的装置为便携式近红外仪(图1)，该装置由光源浈钨灯)和光栅1、输出光纤2、输入光纤4、检测探头3、检测器5和微处理器6组成，其中，检测探头3通过输入光纤4和输出光纤2与检测器5连接；采集样品近红外光谱数据信息时，样品无需进行任何前处理和破坏，将检测探头3紧贴于样品表面，光由光源发出，经光栅分光形成近红外光谱范围内的单色光，单色光经过输出光纤2到达检测探头3照射在样品上，样品表面漫反射形成的漫反射光由检测探头3采集，经过输入光纤4到达检测器5，检测器5记录该波长下样品的光谱数据信息并传送至微处理器6 ;微处理器6将光谱信息转换成光谱数据信息，并根据载入的针对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的最佳光谱数据信息预处理方法和最佳预测模型自动对采集的待测样品近红外光谱数据信息进行预处理，输入到最佳预测模型中，对样品的挥发性盐基氮含量进行检测。该装置可作为随身携带的便携式近红外仪，从而达到在线快速无损检测的要求。本方法基于便携式近红外仪对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量进行检测，与传统国家标准检测方法相比，具有检测时间短、检测速度快、省时省力；对检测样品大小没有限制，无需对检测样品进行任何前期处理和破坏，实现无损检测，节约成本；因微处理器(系统程序)智能化程度高，检测自动完成，自动分析并显示检测结果，检测人员无需特殊培训，操作简单、便捷，可应用于在线检测。【专利附图】【附图说明】图1为便携式近红外仪的工作示意图；其中，I为光源和光栅，2为输出光纤，3为检测探头，4为输入光纤，5为检测器，6为微处理器(系统程序)，7为生鲜羊肉样品。图2为本专利技术实施例1中建立生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量预测模型的流程图。图3为本专利技术实施例1中所有生鲜羊肉样品的近红外光谱信息图。图4为本专利技术实施例1中最佳生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量预测模型不同主因子数的PRESS值。图5本文档来自技高网...

【技术保护点】
生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的快速无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1）首先大量采集生鲜羊肉样品，对样品进行近红外光谱数据信息采集；同时按照国家标准规定的化学检测方法对样品的挥发性盐基氮含量进行检测；2）将步骤1）中采集的所有生鲜羊肉样品的近红外光谱数据信息与挥发性盐基氮含量化学测定值一一对应建立样品集，按比例分为校正集和验证集，使用不同光谱预处理方法对采集的光谱数据信息进行预处理后，利用校正集的光谱数据信息和挥发性盐基氮含量化学测定值，建立生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的预测模型；利用验证集的光谱数据信息、挥发性盐基氮含量化学测定值和模型参数评价预测模型的精准度，确定针对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的最佳近红外光谱数据信息预处理方法和最佳预测模型；3）利用步骤2）中确定的针对生鲜羊肉中挥发性盐基氮含量的最佳近红外光谱数据信息预处理方法和最佳预测模型，对待测生鲜羊肉样品的挥发性盐基氮含量进行检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹昊，田寒友，刘文营，史智佳，李家鹏，乔晓玲，
申请(专利权)人：中国肉类食品综合研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11