雞蛋品質(zhì)近紅外光譜無損檢測研究.pdf

1、隨著社會(huì)日新月異的發(fā)展和人們生活水平的逐步提高，雞蛋作為人們?nèi)粘Ｋ锠I養(yǎng)的主要來源，其內(nèi)部的品質(zhì)及新鮮度的好壞直接關(guān)系到對人體造成的影響。目前，雞蛋的分選分級和內(nèi)部品質(zhì)檢測方法存在破壞樣品、耗時(shí)長、效率低等不足，因此急需尋求一種檢測準(zhǔn)確、快速、效率高的檢測技術(shù)。
　　近紅外光譜無損檢測技術(shù)集準(zhǔn)確、高效、快速等優(yōu)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)不破壞樣品的基礎(chǔ)上對樣品內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行無損檢測。本文結(jié)合無損檢測技術(shù)和近紅外光譜理論在食品檢測上的運(yùn)用，以雞蛋樣品內(nèi)

2、部品質(zhì)（哈夫單位、蛋白高度和蛋白pH值等）為測量指標(biāo)，應(yīng)用近紅外光譜無損檢測技術(shù)對雞蛋內(nèi)部品質(zhì)和新鮮度判別進(jìn)行了快速檢測方法和模型建立。主要研究內(nèi)容和研究成果如下：
　　1.研究了不同近紅外光譜檢測儀器和采集方式下，尋找測量雞蛋樣品所對應(yīng)的最佳儀器匹配參數(shù)、樣品測量部位和雞蛋外殼顏色等因素對雞蛋內(nèi)部品質(zhì)近紅外光譜響應(yīng)特性的影響。研究得出樣品測量部位對雞蛋內(nèi)部品質(zhì)近紅外光譜響應(yīng)特性有影響，測量部位為赤道部位最能反映雞蛋樣品的近紅外光

3、譜特性，雞蛋外殼顏色對雞蛋可見/近紅外在線光譜響應(yīng)特性影響不明顯。
　　2.分別對傅立葉近紅外光譜儀漫反射采集方式和可見/近紅外在線檢測裝置漫透射采集方式下的雞蛋樣品光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理試驗(yàn)研究，獲得各儀器下雞蛋樣品各品質(zhì)指標(biāo)對應(yīng)的理想近紅外光譜預(yù)處理方法。
　　3.利用反向間隔偏最小二乘法對各品質(zhì)指標(biāo)最佳預(yù)處理后的光譜進(jìn)行相應(yīng)最佳波段篩選。研究表明在傅立葉近紅外光譜儀漫反射采集下，哈夫單位、蛋重、蛋白pH值、蛋黃指數(shù)和蛋白高

4、度在對應(yīng)子區(qū)間分隔數(shù)分別為20、20、25、25、25，光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)分別為1714、1556、1371、1245、1381下的波段最能表征各自原始全波段信息。利用可見/近紅外在線檢測裝置漫透射采集下，蛋白pH值、哈夫單位、蛋重和蛋白高度在對應(yīng)子區(qū)間分隔數(shù)分別為20、15、25、25，光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)分別為658、879、431、479下的波段最能表征各自原始全波段的信息。可見，不同的品質(zhì)指標(biāo)，最理想?yún)^(qū)間分割數(shù)不同，對應(yīng)最優(yōu)篩選的波段范圍不同

5、，光譜點(diǎn)數(shù)也不同。
　　4.建立了不同儀器和采集方式下各品質(zhì)指標(biāo)的近紅外光譜快速定量分析數(shù)學(xué)模型。利用多元校正方法PLSR、MLR、PCR對篩選出的各品質(zhì)指標(biāo)的最佳波段光譜數(shù)據(jù)建立定量數(shù)學(xué)模型，結(jié)果顯示在傅立葉近紅外光譜儀漫反射采集下，哈夫單位、蛋重、蛋白pH值、蛋白高度都利用PLS建立的模型最為理想，預(yù)測驗(yàn)證結(jié)果相關(guān)系數(shù)Rp分別為0.854、0.844、0.726、0.878，RMSEP分別為9.595、3.295、0.323、

6、1.077。利用MLR建立的蛋黃指數(shù)模型最為理想，預(yù)測驗(yàn)證結(jié)果相關(guān)系數(shù)Rp為0.909，RMSEP為0.036；在可見/近紅外在線檢測裝置漫透射采集下，哈夫單位和蛋白高度在利用PLS建立的模型效果最好，預(yù)測驗(yàn)證結(jié)果的相關(guān)系數(shù)Rp分別為0.786、0.778；RMSEP分別為2.569、0.349。利用PCR建立的蛋重和蛋白pH值模型效果最理想，預(yù)測驗(yàn)證結(jié)果相關(guān)系數(shù)Rp分別為0.805、0.876；RMSEP分別為2.616、0.077。

7、結(jié)果表明定量分析下，采集方式不同，品質(zhì)指標(biāo)不同，最佳模型校正方法不同。傅立葉近紅外光譜所獲得雞蛋光譜信息建模效果要優(yōu)于近紅外在線裝置所獲得的雞蛋光譜信息所建模效果。
　　5.建立了雞蛋樣品新鮮度判別定性分析數(shù)學(xué)模型。樣品分6小批分別儲(chǔ)存于0、3、6、9、12、15天數(shù)下，新鮮度按照哈夫單位值大小將雞蛋樣品分為新鮮和非新鮮兩類。利用PLS-DA判別分析方法定性分析結(jié)果顯示在傅立葉近紅外光譜儀漫反射采集下，對儲(chǔ)存0、3、6、9、12、