牛肉的口感鮮美，營養(yǎng)豐富，備受國內(nèi)外市場(chǎng)的喜愛。優(yōu)質(zhì)的牛肉肉質(zhì)鮮嫩，風(fēng)味濃郁，色澤紅潤，肌肉紋理清晰，蛋白質(zhì)含量高，因此價(jià)格較為昂貴。目前，一些不法商販利用低質(zhì)量的牛肉冒充優(yōu)質(zhì)牛肉，欺騙消費(fèi)者，損害他們的權(quán)益。因此，對(duì)于不同質(zhì)量的牛肉進(jìn)行識(shí)別和鑒定顯得非常重要。本文介紹了SC250近紅外高光譜成像儀在牛肉品質(zhì)鑒別上的應(yīng)用。

鑒別牛肉品種的重要性：

牛肉口感鮮嫩美味，富含豐富營養(yǎng)，深受國內(nèi)外市場(chǎng)歡迎。近年來，隨著人們生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的科學(xué)化，消費(fèi)者對(duì)牛肉的品質(zhì)和營養(yǎng)要求越來越高。高品質(zhì)牛肉具有鮮香細(xì)嫩的口感，色澤紅潤，肌肉紋理清晰，且蛋白質(zhì)含量較高，所以售價(jià)較高。然而，目前仍有一些不法商販將低質(zhì)量的牛肉假冒成高品質(zhì)牛肉，以次充好，從而損害了消費(fèi)者的利益。因此，對(duì)于不同品質(zhì)的牛肉進(jìn)行定性鑒別成為當(dāng)前牛肉產(chǎn)業(yè)需要解決的問題。雖然不同品種的牛肉在品質(zhì)和口感上存在著較大的差異，但肉品的外觀和顏色卻非常相似，肉眼很難加以區(qū)分。

肉類鑒別的傳統(tǒng)方法包括酶聯(lián)免疫吸附、蛋白質(zhì)譜技術(shù)和PCR等，這些方法成本高、操作繁瑣、耗時(shí)耗力。因此，迫切需要一種高效快速、無損環(huán)保、操作簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法來鑒別牛肉的種類和品質(zhì)。高光譜成像技術(shù)是一種新型無損檢測(cè)技術(shù)，具有多波段、高分辨率和譜圖合一等優(yōu)點(diǎn)，在肉品分析領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

牛肉

牛肉品種鑒別是一個(gè)重要的課題，在食品安全和產(chǎn)地追溯方面具有重要意義。近年來，SC250近紅外高光譜成像儀在牛肉品種鑒別中得到了廣泛應(yīng)用。該儀器采用了高光譜成像技術(shù)，能夠?qū)εＨ鈽悠愤M(jìn)行全面、快速、準(zhǔn)確的鑒別。通過對(duì)樣品進(jìn)行掃描分析，可以獲取到豐富的光譜信息。這些光譜信息包含了牛肉的化學(xué)成分、營養(yǎng)成分、組織結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面的信息。通過對(duì)光譜信息的分析，可以判斷出牛肉的品種、新鮮度、質(zhì)量等重要指標(biāo)，為食品安全的監(jiān)管和消費(fèi)者的選擇提供了科學(xué)依據(jù)。SC250近紅外高光譜成像儀具有簡(jiǎn)便易用、高效準(zhǔn)確的特點(diǎn)，能夠大幅提高牛肉品種鑒別的效率和可靠性，為食品行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

SC250高光譜近紅外成像儀是一款全新設(shè)計(jì)的成像設(shè)備，內(nèi)置推掃結(jié)構(gòu)可以快速地采集光譜影像。其在900-1700nm波段內(nèi)，具有超高的靈敏度和穩(wěn)定性。同時(shí)，通過應(yīng)用輔助相機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)掃描區(qū)域的監(jiān)控。主機(jī)內(nèi)置電源模塊，方便快速架設(shè)和數(shù)據(jù)采集作業(yè)。全密封式設(shè)計(jì)可在實(shí)際使用中保持光學(xué)元件的清潔，不受灰塵等影響，確保儀器長(zhǎng)久使用。

SC250是一種近紅外高光譜成像儀

SC250近紅外高光譜成像儀配備了標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)采集軟件，可用于進(jìn)行高光譜影像和光譜數(shù)據(jù)的采集和簡(jiǎn)單處理。該軟件能夠?qū)崟r(shí)獲取樣品的光譜和影像信息，并將掃描結(jié)果以圖像、表格等多種格式進(jìn)行存儲(chǔ)。這些數(shù)據(jù)可被各種第三方專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件調(diào)用，極大地?cái)U(kuò)展了儀器的使用范圍。SC250近紅外高光譜成像儀廣泛應(yīng)用于工業(yè)分選、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、色差檢測(cè)、食品檢測(cè)、醫(yī)學(xué)制藥、文物保護(hù)、刑偵檢測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

使用SC250近紅外高光譜成像儀鑒別牛肉品種的步驟如下：

1.進(jìn)行牛肉樣本采集

各種牛品種在屠宰后冷藏在0℃下進(jìn)行排酸處理，持續(xù)48小時(shí)。然后取出牛肉樣品進(jìn)行切割，每個(gè)品種分別取4個(gè)部位的肉（包括肩頸肉、眼肉、瓜條肉、里脊肉），除去多余的油脂和筋膜后，將其放入保溫箱并送至實(shí)驗(yàn)室，存放在4℃的冷柜中備用。在進(jìn)行光譜掃描之前，將肉樣品整形切塊（尺寸約為40mm×30mm×10mm），放置在室溫下兩小時(shí)，待肉樣中心溫度達(dá)到室溫水平后，用濾紙將樣品表面的水分吸干，然后進(jìn)行光譜掃描。

2.高光譜圖像獲取

為了確保光譜信息的準(zhǔn)確收集，我們需要在圖像采集過程中考慮肉樣本的紋理形狀和色彩對(duì)光源的反射情況。為此，我們應(yīng)該合理設(shè)置曝光時(shí)間和位移平臺(tái)的移動(dòng)速度。

為了減少光源強(qiáng)度不均和相機(jī)中的暗電流帶來的噪聲影響，需要在采集高光譜圖像之前進(jìn)行黑白校正。具體操作方法如下：首先打開高光譜系統(tǒng)，調(diào)整焦距和曝光時(shí)間，然后獲取標(biāo)準(zhǔn)全反射白板的白圖像，接下來蓋住鏡頭，獲取全黑圖像。

在進(jìn)行圖像采集之前，需要先打開高光譜儀器并進(jìn)行30分鐘的預(yù)熱。在實(shí)驗(yàn)過程中，每組取出5塊肉樣，按順序放置在電控位移平臺(tái)上進(jìn)行光譜掃描。在進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)處理之前，使用數(shù)據(jù)采集軟件選擇整塊肉表面作為感興趣區(qū)域。

計(jì)算該區(qū)域的平均反射光譜，用作樣本的反射光譜。

3.光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理：

在收集光譜數(shù)據(jù)時(shí)，由于試驗(yàn)樣本、測(cè)量環(huán)境和儀器噪音等因素的干擾，所得到的光譜數(shù)據(jù)中可能包含一些無用的信息，進(jìn)而影響建模的效果。因此，需要對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。常用的光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理方法包括：區(qū)域歸一化、基線校準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換和MSC方法等。

樣本劃分

所建模型的預(yù)測(cè)性能會(huì)受到不同的樣本劃分方法的影響。目前常用的樣本劃分方法有：隨機(jī)法、選樣本、光譜-理化值共生距離法和順序劃分法。

5.提取特征波長(zhǎng)

針對(duì)牛肉樣本全波段光譜數(shù)據(jù)量大、信息混雜的問題，采用適當(dāng)?shù)奶卣鞑ㄩL(zhǎng)提取方法，可以有效地降低光譜數(shù)據(jù)的維度，減少計(jì)算量，提高模型的穩(wěn)健性和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

建立模型

可以利用光譜數(shù)據(jù)，采用適當(dāng)?shù)姆椒▉斫⑴Ｈ馄贩N識(shí)別的預(yù)測(cè)模型，然后根據(jù)預(yù)測(cè)模型建立相應(yīng)的肉品種分類方法。

近紅外高光譜成像儀SC250技術(shù)參數(shù)