胡記東，劉遠平，孫愛華，林　洪，郭曉華，年　睿，李鈺金，曹立民,

（1.中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266003；2.榮成泰祥食品股份有限公司，山東 榮成 264300；3.山東美佳集團，山東 日照 276800；4.中國海洋大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100）

X射線檢測海水魚片中魚刺

胡記東1，劉遠平2，孫愛華3，林洪1，郭曉華3，年睿4，李鈺金2，曹立民1,*

（1.中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266003；2.榮成泰祥食品股份有限公司，山東 榮成 264300；3.山東美佳集團，山東 日照 276800；4.中國海洋大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266100）

通過X光機設(shè)備參數(shù)優(yōu)化、魚刺分布規(guī)律總結(jié)及冷凍結(jié)合X光機技術(shù)3 個方面對X射線檢測魚刺效果進行研究。結(jié)果表明，大部分海產(chǎn)魚片產(chǎn)品的最優(yōu)檢測參數(shù)為：電壓范圍30～45 kV、電流范圍3 000～6 000 μA、亮度范圍4～6；通過魚刺分布規(guī)律總結(jié)，魚片在冷凍狀態(tài)下魚刺的檢出率均高于解凍狀態(tài)下魚刺檢出率，且冷凍狀態(tài)下人工讀X射線圖判斷魚刺更接近于實際情況。通過X光機設(shè)備參數(shù)優(yōu)化、魚刺分布規(guī)律總結(jié)的學(xué)習(xí)及冷凍結(jié)合X光機技術(shù)可改善圖像質(zhì)量和提高殘留魚刺檢出率，改善水產(chǎn)品加工企業(yè)X光機檢測人員的視覺感受并一定程度上解決海水冷凍魚片產(chǎn)品魚刺殘留問題。

X射線；海水魚片；魚刺；參數(shù)優(yōu)化；分布規(guī)律；冷凍

近些年，冷凍海水魚片作為一種新的海產(chǎn)魚加工方式，需求旺盛。但魚片中殘留的魚刺是重要的危害因子［1］，如果不慎攝入會導(dǎo)致消化道黏膜受損、腸道穿孔以及甲狀腺腫等并發(fā)癥［2-3］，嚴重者甚至出現(xiàn)致死事件［4-5］。因魚刺危害導(dǎo)致的受害者起訴水產(chǎn)品加工企業(yè)而引發(fā)的索賠事件［6-7］，不僅給企業(yè)帶來經(jīng)濟方面的損失，對企業(yè)的聲譽和形象也造成了不良影響［8］。國內(nèi)加工生產(chǎn)的冷凍海水魚片主要出口到日本、歐美等國家。出口國要求食品企業(yè)必須在出廠前經(jīng)過食品異物的檢測環(huán)節(jié)，確保包裝食品和加工食品中不含異物［9-12］。國內(nèi)企業(yè)為滿足客戶期望，目標是提供沒有異物的產(chǎn)品［13］。因此，國內(nèi)少數(shù)水產(chǎn)品加工企業(yè)在國外客戶要求條款之下，被迫購買了專門用于檢測魚片中殘留魚刺的檢測儀器［14］。

近年來，成像技術(shù)應(yīng)用于魚類加工產(chǎn)品的質(zhì)量安全檢測方面的研究已成熱點［15］。X射線成像技術(shù)在魚刺檢測方面有其獨特優(yōu)勢，越來越多學(xué)者及企業(yè)給予關(guān)注［16-17］。如國外某公司聲稱研發(fā)出第一臺X射線魚刺檢測設(shè)備，用于白鮭的魚刺檢測［18］。但目前專門檢測海產(chǎn)魚片魚刺的X射線設(shè)備在國內(nèi)尚未普及，且已有的檢測設(shè)備也存在諸多問題。對于一些魚刺細小、分布不規(guī)律的魚種，如鮐魚、紅魚等，容易造成漏檢。影響X射線成像系統(tǒng)分辨率的因素有很多［19］，目前X射線檢測魚刺殘留研究領(lǐng)域，大多數(shù)關(guān)注X射線設(shè)備本身，從設(shè)備整體設(shè)計［20］，單元操作設(shè)備升級［21-23］，圖像算法處理技術(shù)［24-25］等方面提高魚刺檢出率，幾乎無人關(guān)注魚片樣本狀態(tài)、不同魚種魚刺分布特點及操作工人的讀圖感受。

針對以上問題，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際，本研究在企業(yè)已有的X光機基礎(chǔ)上，通過X光機檢測參數(shù)優(yōu)化、魚刺分布規(guī)律總結(jié)及冷凍結(jié)合X射線技術(shù)3 個方面，提高紅魚等難檢海產(chǎn)冷凍魚片產(chǎn)品的殘留魚刺檢出率，并改善圖像質(zhì)量，減少人工讀圖判定魚刺漏刺和假陽性的問題。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

竹莢魚、狹鱈、鮐魚、好吉魚、紅魚、秋鮭 榮成泰祥食品股份有限公司；氫氧化鈉、堿性蛋白酶（分析純）北京索萊寶科技有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

TXR Series X射線檢測系統(tǒng) 上海太易檢測技術(shù)有限公司；EV-60A/D型工業(yè)用X射線異物檢測裝置（X光機） 日本理學(xué)株式會社；TE601型電子天平美國賽多利斯公司；HH-4型數(shù)顯電子恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；STARTER3100型pH計 奧豪斯儀器（上海）有限公司。

1.3方法

1.3.1魚片樣本前處理

隨機采取竹莢魚、狹鱈、鮐魚、好吉魚、紅魚、秋鮭原料全魚并經(jīng)過五去（去頭、去尾、去內(nèi)臟、去鰭、去鱗）、開片、清洗等操作得到以下4 種狀態(tài)的魚片。

全刺/冷凍魚片：三枚卸（料理的一種手法，將整只魚剝成三片除去中間的魚排骨，取左、右沒有魚排骨的那兩片魚肉）操作后的原始魚片，保留自然狀態(tài)下的魚刺；全刺/解凍魚片：全刺/冷凍魚片經(jīng)過自然狀態(tài)或冷水解凍之后的魚片；殘留刺/解凍魚片：全刺/解凍魚片經(jīng)過人工初拔刺得到的魚片；殘留刺/冷凍魚片：全刺/解凍魚片經(jīng)過單凍機冷凍過后的魚片。

1.3.2X光機檢測魚刺設(shè)備參數(shù)優(yōu)化

選用設(shè)備為TXR Series X射線檢測系統(tǒng)，實驗樣本選取海產(chǎn)魚片的代表性樣本。根據(jù)設(shè)備自身功能及不同魚種其魚刺的特點，從電壓、電流、亮度3 個參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，設(shè)計單因素試驗和人工主觀打分方案，選出6 個魚種各自最優(yōu)的X射線檢測參數(shù)組合范圍，如表1所示。

表1　X光機檢測參數(shù)優(yōu)化范圍表Table1　Ranges of working parameters of X-ray detector

1.3.3X射線圖像中魚刺分布規(guī)律總結(jié)

1.3.3.1采集圖像

利用EV-60A/D型工業(yè)用X射線異物檢測裝置采集海產(chǎn)魚片加工各階段骨刺的X射線檢測圖像。實驗步驟如下：第1，每個魚種30 片，三枚卸（魚刺全保留）后稱質(zhì)量計數(shù)；第2，選擇各魚種對應(yīng)的檢測參數(shù)模式，通過X光機，保存全刺圖像；第3，每種魚選擇一魚片剔除其中全部魚刺并按照魚刺在魚片中的實際位置擺放在托盤中，數(shù)碼相機拍照并過X光機保存該圖像；第4，每個魚種剩余的魚片初步拔刺并收集起來；第5，初步拔刺的魚片再次過X光機，保存殘留刺圖像；第6，根據(jù)圖像進行殘留刺剔除，若仍判斷有魚刺殘留則多次過X光機并根據(jù)圖像剔除殘留，直至確定圖像無殘留刺之后保存無刺圖像。

1.3.3.2魚刺分布規(guī)律總結(jié)

按公式（1）計算每種魚片的平均質(zhì)量。統(tǒng)計出每種魚不同部位的魚刺其數(shù)量、長度及直徑范圍。根據(jù)每種魚片各個加工階段的多幅圖像，逐漸訓(xùn)練摸索其中魚刺分布規(guī)律，并形成各個魚種的X射線圖像魚刺分布規(guī)律總結(jié)指南。

式中：m為每種魚片的平均質(zhì)量/（kg/片）；M為每種魚30片魚片的總質(zhì)量/kg。

1.3.4 冷凍技術(shù)對X射線檢測魚刺效果的影響

在優(yōu)化后的檢測參數(shù)模式下，進行6 個魚種全刺樣本的冷凍與解凍檢測效果的對比實驗。實驗步驟如下：第1，將全刺/冷凍魚片30 片均勻放在托盤中；第2，托盤編號（精確到每個樣本的擺放順序）；第3，根據(jù)魚片種類，選擇相應(yīng)的X光機檢測模式；第4，托盤按編號依次通過X光機進行檢測；第5，由X光機操作工人仔細觀察X光機顯示屏上魚刺殘留檢測圖像；第6，根據(jù)圖像，從左到右，從上到下數(shù)出可辨認的魚刺個數(shù)并記錄；第7，全刺/冷凍魚片經(jīng)過冷水解凍后，編號順序不變，重復(fù)上述第4～6步。

1.3.5冷凍技術(shù)對X射線檢測魚刺影響效果的驗證

1.3.5.1采集圖像

采集紅魚中骨刺的X射線檢測圖像。實驗步驟如下：第1～7步，同1.3.4節(jié)方法；第8，全刺/解凍魚片，經(jīng)過人工初步摸刺、拔刺后，編號順序不變，重復(fù)上述第4～6步（拔出的魚刺收集起來，編號同魚片）；第9，殘留刺/解凍魚片，經(jīng)過單凍機冷凍之后，編號順序不變，重復(fù)上述第4～6步。最終得到紅魚在4 種不同狀態(tài)下的X射線檢測圖像的統(tǒng)計結(jié)果。

儀器設(shè)備：過濾器，島津GC2010 PLUS氣相色譜儀，安捷倫氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS，5975C+7890A，EI源），北京普析通用TU-1901型紫外分光光度計。

1.3.5.2酶解驗證［26-27］

現(xiàn)場圖像采集檢測完畢，將所有樣本帶回實驗室并分別單個酶解，經(jīng)酶解后，魚肉蛋白被破壞成液體，魚刺被分離出來，統(tǒng)計每個樣品中殘留的實際魚刺數(shù)目。酶解步驟：稱取單個魚片樣本的質(zhì)量，將魚肉用剪刀順骨刺方向剪碎，置于500 mL燒杯中，加水（固液質(zhì)量比為1∶3）混合，用0.1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至9.0，加入堿性蛋白酶并混合均勻，置于45 ℃恒溫水浴鍋，保持90 min，直至魚肉基本全部溶解。取出酶解液，用玻璃棒輕輕攪拌，使溶液混合均勻，靜置10 s待魚刺沉入杯底后，緩慢將上層酶解液倒出，直至不影響對燒杯中骨刺進行觀察計數(shù)為止。酶解后魚刺采用文獻［28］進行判斷，具體判斷準則為：如果一個魚刺長度小于或等于5 mm且直徑不超過2 mm，則不被認為是一個缺陷；殘留在切割面上用于連接魚刺和脊柱的部分，因切割形成的魚骨碎片如果其寬度小于或等于2 mm，或者它可以很容易地用指甲剝離，可以忽略。

1.3.5.3不同狀態(tài)下X射線檢測率的比較計算

全刺狀態(tài)下的檢出率按公式（2）計算：

式中：W1為全刺狀態(tài)下的檢出率/%；N1為全刺時，樣本經(jīng)過X射線檢測系統(tǒng)成像，并由工人讀圖數(shù)出魚刺數(shù)量；N2為樣本經(jīng)過酶解后所得到的魚刺殘留數(shù)和拔出魚刺數(shù)量總和。

殘留刺狀態(tài)下的檢出率按公式（3）計算：

式中：W2為殘留刺狀態(tài)下的檢出率/%；H1為殘留刺時，樣本經(jīng)過X射線檢測系統(tǒng)成像，并由工人讀圖數(shù)出魚刺數(shù)量；H2為樣本經(jīng)過酶解后所得到的魚刺殘留數(shù)。

1.3.5.4人為統(tǒng)計魚刺與實際魚刺殘留的擬合

對紅魚每一組樣本統(tǒng)計的魚刺數(shù)分別與對應(yīng)的實際魚刺數(shù)進行四次多項式曲線擬合處理，得到紅魚分別在全刺/冷凍、全刺/解凍、殘留刺/解凍和殘留刺/冷凍4 個狀態(tài)下的擬合情況，判斷人為讀圖統(tǒng)計和實際情況的符合程度。

2　結(jié)果與分析

2.1不同魚種對應(yīng)的X射線最優(yōu)檢測參數(shù)

表2　不同魚種對應(yīng)的X射線最優(yōu)檢測參數(shù)Table2　Optimal working parameters of X-ray detector for different fish species

如表2所示，大部分海產(chǎn)魚片X射線最優(yōu)檢測參數(shù)中，電壓范圍為30～45 kV，電流范圍為3 000～6 000 μA，亮度范圍為4～6。秋鮭所需電壓較低，原因是其魚刺相對分布規(guī)律且魚刺較粗大，易于觀察，受相關(guān)因素影響??；竹莢魚所需電壓、電流較大，可能是由于其魚刺較細小且深入魚肉內(nèi)部，且魚片較厚，因此需要的X射線能量較高。本實驗通過人為打分進行篩選最優(yōu)參數(shù)，存在很大的主觀因素，且實驗發(fā)現(xiàn)參數(shù)調(diào)整時顯示屏中X射線圖像明暗變化不明顯，但存儲圖像的明暗變化較明顯，實驗只通過顯示屏的圖像變化進行評定，亦有一定的局限性。

2.2X射線圖像中魚刺分布規(guī)律總結(jié)

圖1　紅魚片魚刺不同階段X射線分布圖Fig.1　X-ray images showing fish bone distribution of red fish fillets at different stages

目前的X光機還無法實現(xiàn)檢測圖像中魚刺的自動化判定，因此，X射線檢測圖像還需要人為憑借經(jīng)驗判定魚片中魚刺的殘留情況。形成的不同魚種魚片中魚刺分布規(guī)律總結(jié)，可以作為X射線檢測魚片中魚刺殘留工段工人的操作指導(dǎo)書。目前，研究已形成紅魚、鮐魚的魚刺分布規(guī)律總結(jié)，其魚刺分布規(guī)律總結(jié)如下。

由圖1a、b可知，紅魚基本只有一個中刺區(qū)域的魚刺分布。該中刺呈現(xiàn)灰色短線狀，位于脊柱兩側(cè)附近，寬約1 cm的一個條帶區(qū)域（矩形框圖區(qū)），靠近頭部一側(cè)，分布有些雜亂，幾乎成一條直線排布，大約7 根，長度范圍23～30 mm，直徑范圍1～1.5 mm；魚刺灰度與魚肉背景有較為明顯的區(qū)別。

由圖1c可以知，紅魚殘留魚刺極少，主要分布在魚脊柱線兩側(cè)（原刺所在區(qū)域），在X射線圖像中呈現(xiàn)灰色短線狀（圖像中實線橢圓標注），腹部紅色橢圓標注的也為實際殘留魚刺，但該魚刺是剔除后重新黏附在魚片表面的，由于后續(xù)清洗魚片可洗掉，可不計入；殘留魚刺在X射線圖像中的線形較粗，呈現(xiàn)彎曲度較大的或者灰度十分大的或者出現(xiàn)在其他原先無魚刺分布區(qū)域的并不是魚刺殘留，可能是其他異物或者是魚肉自身的組織（圖像中虛線橢圓標注）。

由圖1d可以看出，魚片區(qū)域的灰度十分均勻，無其他異常的較深灰度的顯示出現(xiàn)，基本可以判斷產(chǎn)品已無魚刺殘留。

圖2　鮐魚片魚刺不同階段X射線分布圖Fig.2　X-ray images showing fish bone distribution of mackerel fillets at different stages

由圖2a、b可知，鮐魚中刺呈現(xiàn)灰色點狀或者短線狀，位于脊柱兩側(cè)附近，寬約1 cm的一個條帶區(qū)域（B區(qū)），大約16～18 根，長度范圍為12～32.5 mm，直徑范圍為0.5～1.5 mm；腹刺呈現(xiàn)灰色線狀，位于脊柱下方，腹部靠近頭部一側(cè)，與魚肉表面平行，等間距排列在該區(qū)域中（A區(qū)），大約11～12根，長度范圍為23.5～54 mm，直徑范圍為0.5～2 mm；魚刺灰度與魚肉背景有較為明顯的區(qū)別。

由圖2c可知，鮐魚殘留魚刺主要分布在魚脊柱線兩側(cè)，以中刺斷刺殘留為主，在X射線圖像中呈現(xiàn)灰色短線狀，腹刺大刺殘留幾乎很少出現(xiàn)（不排除人為遺漏）（圖像中實線橢圓標注）；在X射線圖像中的線形較直，呈現(xiàn)彎曲度較大或者灰度較大的黑點并不是魚刺殘留，可能是其他異物或者是魚肉自身的組織（圖像中虛線橢圓標注）。

由圖2d可以看出，無任何魚刺殘留的鮐魚魚片X射線檢測圖像，其魚片區(qū)域的灰度十分均勻，無其他異常的較深灰度的顯示出現(xiàn)，基本可以判斷產(chǎn)品已無魚刺殘留。

2.3冷凍技術(shù)對X射線檢測魚刺效果的影響

在前期參數(shù)優(yōu)化和魚刺分布規(guī)律總結(jié)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進行冷凍技術(shù)檢測研究。實驗發(fā)現(xiàn)，在解凍狀態(tài)下，好吉魚、紅魚、鮐魚、狹鱈、秋鮭和竹莢魚通過X光機檢出的魚刺數(shù)分別為909、444、380、283、1 784、394根；在冷凍狀態(tài)下，好吉魚、紅魚、鮐魚、狹鱈、秋鮭和竹莢魚通過X光機檢出的魚刺數(shù)分別為931、464、414、314、1 788、407根，如圖3所示。由此可以看出，冷凍技術(shù)確實對X射線檢測魚片中殘留魚刺效果有一定的影響。

圖3　不同魚片在冷凍與解凍狀態(tài)下X射線檢測效果圖Fig.3　Comparative efficiency of X-ray detection of fillets from different fish species under freezing and thawing conditions

從X射線檢測圖像中進行魚刺數(shù)目統(tǒng)計，存在人為判斷假陽性情況，即非魚刺圖形判斷為魚刺，從而導(dǎo)致檢出魚刺較多，因此，冷凍狀態(tài)檢出魚刺數(shù)多于解凍狀態(tài)時的魚刺檢出數(shù)，也可能存在人為假陽性因素。在此基礎(chǔ)上，選擇企業(yè)實際生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)殘留刺且X射線檢測較為困難的紅魚作為研究對象，進一步驗證冷凍技術(shù)對X射線檢測魚刺影響效果。從表3可以看出，紅魚冷凍狀態(tài)下魚刺的檢出率均高于解凍狀態(tài)下魚刺檢出率；全刺狀態(tài)下，冷凍與解凍狀態(tài)的魚刺檢出率均高于100%，雖存在假陽性，但不會存在漏刺的情況，且冷凍和解凍的檢出率差別不大；殘留刺狀態(tài)下，冷凍狀態(tài)下魚刺檢出率高于100%，不存在漏刺情況，解凍狀態(tài)條件下魚刺檢出率只有80.3%，存在漏刺情況，因此冷凍狀態(tài)的檢測效果明顯好于解凍狀態(tài)。

表3　紅魚片魚刺不同狀態(tài)下的X射線檢出率Table3　Detection rates of fish bones in red fish fillets under different conditions with X-ray

對紅魚每個狀態(tài)下的每組數(shù)據(jù)進行四次多項式擬合處理，紅魚：全刺/冷凍R2=0.420 97＞全刺/解凍R2=0.419 46；殘留刺/冷凍R2=0.736 6＞殘留刺/解凍R2=0.647 75；殘留刺/冷凍R2=0.736 6＞全刺/冷凍R2=0.420 97；殘留刺/解凍R2=0.647 75＞全刺/解凍R2=0.419 46。從多項式擬合數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以看出，冷凍狀態(tài)下的擬合程度優(yōu)于解凍狀態(tài)下的擬合程度，說明冷凍狀態(tài)下人工讀X射線圖判斷魚刺更接近于實際情況。殘留刺狀態(tài)下的擬合程度優(yōu)于全刺狀態(tài)下的擬合程度，說明更適合檢測殘留刺。

3　討論與結(jié)論

本實驗利用企業(yè)已有X光機，不可更換單元器件且機器本身自學(xué)習(xí)性能欠佳條件下，考慮從電壓、電流、亮度3 個參數(shù)進行優(yōu)化，篩選出適合不同海水魚片殘留魚刺檢測的參數(shù)組合，結(jié)果表明大部分海產(chǎn)魚片X射線最優(yōu)檢測參數(shù)中，電壓范圍為30～45 kV，電流范圍為3 000～6 000 μA，亮度范圍為4～6。圖像質(zhì)量判斷分為客觀和主觀判斷2 種［29］，本研究利用人為感官打分，存在人為因素的影響，但實驗簡單方便，適用于工人快速確定適合自身的檢測模式。后續(xù)研究可以進一步采用標準魚刺模板或探針等方法，篩選更為客觀的檢測參數(shù)［30］。

每個魚種的魚刺數(shù)目及分布具有一定的規(guī)律［31］，不同的魚刺構(gòu)形對冷凍無骨魚片的加工工藝有一定的影響［32］。本研究通過大量樣本訓(xùn)練，逐漸摸索編寫的不同魚種魚片中魚刺分布規(guī)律總結(jié)，重點是不同階段魚刺在X射線圖像上的分布，可以作為企業(yè)中X射線檢測魚刺殘留工段上操作工人的作業(yè)指導(dǎo)書，使得操作更加規(guī)范有序，充分發(fā)揮該環(huán)節(jié)的重要作用。本研究只總結(jié)了紅魚和鮐魚的魚刺分布規(guī)律，后續(xù)將總結(jié)其他常見魚種的魚刺分布規(guī)律，以形成完善的體系。

幾乎所有檢測魚刺殘留的研究，均采用解凍狀態(tài)的魚片樣本［33］。本實驗進行了解凍與冷凍2 種狀態(tài)下的檢出效果對比。實驗結(jié)果表明，冷凍狀態(tài)下魚刺的檢出率均高于解凍狀態(tài)下魚刺檢出率，且冷凍狀態(tài)下人工讀X射線圖判斷魚刺更接近于實際情況。檢測殘留刺時，冷凍狀態(tài)下魚刺檢出率高于100%，存在假陽性，但不存在漏刺情況，更為安全。對于魚刺殘留較為難檢且經(jīng)過普通X射線檢測仍出現(xiàn)投訴事件的海水魚片，可以采用冷凍結(jié)合X射線技術(shù)處理。人工摸刺剔除處理并過X光機檢測后，再速凍進行冷凍狀態(tài)下進行X光機檢測，將再次檢測出殘留魚刺的魚片挑出，在相應(yīng)位置用刀刻痕做標記，統(tǒng)一解凍后再次剔除殘留魚刺。

研究立足于企業(yè)加工實際和設(shè)備實際，所用設(shè)備及原料均來源于企業(yè)正常的生產(chǎn)線，因此，相關(guān)技術(shù)及思路可以直接應(yīng)用于水產(chǎn)品加工企業(yè)冷凍海水魚片的生產(chǎn)線。通過X光機設(shè)備參數(shù)優(yōu)化、魚刺分布規(guī)律總結(jié)的學(xué)習(xí)及冷凍結(jié)合X光機技術(shù)可改善圖像質(zhì)量和提高殘留魚刺檢出率，改善水產(chǎn)品加工企業(yè)X光機檢測人員的視覺感受并一定程度上解決海水冷凍魚片產(chǎn)品魚刺殘留問題。

［1］ AKAZAWA Y, WATANABE S, NOBUKIYO S, et al. The management of possible fishbone ingestion［J］. Auris Nasus Larynx, 2004, 31（4）：413-416. DOI：10.1016/j.anl.2004.09.007.

［2］ CHEN C Y, PENG J P. Esophageal fi sh bone migration induced thyroid abscess： case report and review of the literature［J］. American Journal of Otolaryngology-Head and Neck Medicine and Surgery, 2011, 32（3）：253-255. DOI：10.1016/j.amjoto.2010.02.006.

［3］ MICHAEL A W, MATTHEW C T. Small bowel perforation secondary to fish bone ingestion managed non-operatively［J］. The Journal of Emergency Medicine, 2012, 43（5）： 295-298. DOI：10.1016/ j.jemermed.2010.05.039.

［4］ 吳蕾. 武漢男子被“潛伏”體內(nèi)多年魚刺引發(fā)膿毒血癥身亡［EB/OL］.（2012-08-04） ［2016-03-22］. http：//news.cjn.cn/sywh/201208/ t2030793_1.htm.

［5］ 李靜. 杭州一40 歲男子被魚刺卡住搶救三天仍不幸離世［EB/OL］. （2015-01-24） ［2016-04-04］. http：//news.ahlife.com/htm/201501/273212.html.

［6］ 魚刺卡喉引投訴消協(xié)公平化糾紛［EB/OL］. （2013-07-17） ［2016-04-04］. http：//www.bj315.org/xfwq/aldp/201307/t20130717_8485. shtml？kbjzpeixu-friqeiq.

［7］ 陳博. 肯德基鱈魚條被指魚刺卡喉消費者起訴索賠［EB/ OL］. （2010-07-21） ［2016-04-04］. http：//www.bjnews.com.cn/ news/2010/07/21/53334.html.

［8］ 李紅柳. 食品異物在質(zhì)量投訴中比例的探討分析［J］. 輕工科技, 2015（8）： 19-21.

［9］ 孔凡真. 日本對進口食品的檢驗要求日益嚴格［J］. 肉品衛(wèi)生, 1999（8）： 29.

［10］ 鴻. 對日出口食品注意事項［J］. 山東食品科技, 1995（4）： 38.

［11］ 李巧. 日本標準提高與山東省對日農(nóng)產(chǎn)品出口研究［D］. 濟南： 山東大學(xué), 2014： 17-26.

［12］ 陳淑梅, 王思璇. 歐盟食品衛(wèi)生規(guī)則調(diào)整對我國食品出口的影響研究［J］. 國際貿(mào)易問題, 2010（10）： 81-90.

［13］ GINESU G, GIUSTO D D, MARGNE V, et al. Detection of foreign bodies in food by thermal image processing［J］. Transactions on Industrial Electronics, 2004, 51（2）： 480-490. DOI：10.1109/ TIE.2004.825286.

［14］ 溫朝暉. 食品異物X-ray無損檢測系統(tǒng)研究［D］. 北京： 中國農(nóng)業(yè)大學(xué), 2005： 1-4.

［15］ MATHIASSEN J R, MISIMI E, BOND M, et al. Trends in application of imaging technologies to inspection of fish and fish products［J］. Trends in Food Science and Technology, 2011（22）： 257-275. DOI：10.1016/j.tifs.2011.03.006.

［16］ WANG Y C, HUANG Y C, CHANG H Y, et al. Picture archive and communication system （PACS） in the detection of fi sh bone： an animal study［J］. Otolaryngology-Head and Neck Surgery, 2008, 138（6）： 756-761.

［17］ LORENCS A, MEDNIEK I, SINAVAKIS J S. Fast object detection in digital grayscale images［J］. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences, Section B, 2009, 63（3）： 116-124. DOI：10.2478/v10046-009-0026-5.

［18］ 韓彥芳. 機器視覺中的聚類檢測新方法［D］. 上海： 上海交通大學(xué), 2006： 85-86.

［19］ 張俊生, 王明泉, 郭永亮, 等. 影響X射線數(shù)字成像系統(tǒng)分辨率的因素分析［J］. CT理論與應(yīng)用研究, 2011, 20（2）： 227-234.

［20］ 張道武. 基于X-ray的食品異物無損檢測技術(shù)研究［D］. 上海： 上海交通大學(xué), 2007： 11-59.

［21］ 肖體喬, 謝紅蘭, 鄧彪, 等. 上海光源X射線成像及其應(yīng)用研究進展［J］.光學(xué)學(xué)報, 2014, 34（1）： 1-15. DOI：10.3788/AOS201434.0100001.

［22］ 陳垚, 陳婷, 桂建保, 等. 基于碳納米管陰極的X射線源與成像技術(shù)進展［J］. CT理論與應(yīng)用研究, 2013, 22（2）： 363-372.

［23］ 馬偉, 武和雷, 劉毅. 基于 USB2.0 的線陣X射線圖像采集系統(tǒng)［J］. 南昌大學(xué)學(xué)報, 2013, 35（1）： 74-78.

［24］ 鐘錦敏, 韓彥芳, 施鵬飛. 基于多分辨率小波的魚刺圖像檢測［J］. 儀器儀表學(xué)報, 2006, 27（6）： 2198-2200.

［25］ 李昭月. 基于X射線實時成像系統(tǒng)圖像處理與缺陷識別的研究［D］.沈陽： 東北大學(xué), 2008： 15-53.

［26］ WANG S, NIAN R, CAO L M. Detection of fi sh bones in cod fi llets by UV illumination［J］. Journal of Food Protection, 2015, 78（7）： 1414-1419. DOI：10.4315/0362-028X.JFP-14.

［27］ 王晟. 狹鱈魚片中骨刺的紫外熒光檢測技術(shù)［D］. 青島： 中國海洋大學(xué), 2015： 21-26.

［28］ Codex Alimentarius Commission. Codex Stan 190—1995 Standard for quick frozen fi sh fi llets［S］.

［29］ 張德豐. MATLAB數(shù)字圖像處理［M］. 北京： 機械工業(yè)出版社, 2009：94-96.

［30］ 馮品如. 探測白魚塊中的魚刺（骨）［J］. 無錫輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報, 1984, 3（2）： 57-69.

［31］ 丁秀娟. 常見魚魚刺的形態(tài)、分布及數(shù)目［J］. 運城學(xué)院學(xué)報, 2004, 22（2）： 54-55.

［32］ 李麗. 魚刺構(gòu)形對無骨魚片加工工藝的影響［J］. 中國水產(chǎn), 2005（11）：71-72.

［33］ MERY D, LILLO I, LOEBEL H, et al. Automated fi sh bone detection using X-ray imaging［J］. Journal of Food Engineering, 2011, 105： 485-492. DOI：10.1016/j.jfoodeng.2011.03.007.

Application of X-Ray Technique to Detection of Fish Bones in Marine Fish Fillets

HU Jidong1, LIU Yuanping2, SUN Aihua3, LIN Hong1, GUO Xiaohua3, NIAN Rui4, LI Yujin2, CAO Limin1,*
（1. College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266003, China；2. Rongcheng Taixiang Food Co. Ltd., Rongcheng 264300, China； 3. Shandong Meijia Group, Rizhao 276800, China；4. College of Information Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China）

This study aimed to examine the effectiveness of X-ray technique in the detection of fish bones with respect to three aspects： optimization of working parameters of X-ray detector, analysis of fish bone distribution pattern and combined application of X-ray technique and freezing technique. The results showed that for most marine fish fillets, the optimal detection parameters were determined as follows： voltage range, 30-45 kV； current range, 3 000-6 000 μA； and brightness range, 4-6. In term of fish bone distribution, the detection rates of fish bones in frozen fish fillets were higher than those in unfrozen state, and artificial judgment of X-ray images for fish bones is more practical. By optimizing X-ray detector parameters, ascertaining fish bone distribution pattern and combining freezing technique and X-ray technique, the quality of X-ray image, the detection rate of fish bones and the visual sense of X-ray test personnel in aquatic products processing enterprises were improved. Therefore, the problem of remaining fish bones in frozen marine fish fillets can be solved to a certain extent.

X-ray； marine fi sh fi llets； fi sh bones； parameter optimization； distribution pattern； freezing

10.7506/spkx1002-6630-201620025

TS254

A

1002-6630（2016）20-0151-06

胡記東, 劉遠平, 孫愛華, 等. X射線檢測海水魚片中魚刺［J］. 食品科學(xué), 2016, 37（20）： 151-156. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620025. http：//www.spkx.net.cn

HU Jidong, LIU Yuanping, SUN Aihua, et al. Application of X-ray technique to detection of fish bones in marine fish fillets［J］. Food Science, 2016, 37（20）： 151-156. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620025. http：//www.spkx.net.cn

2016-05-03

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（CARS-50）

胡記東（1991—），男，碩士研究生，研究方向為水產(chǎn)品無損檢測。E-mail：hjdong521@126.com

曹立民（1972—），男，教授，博士，研究方向為食品質(zhì)量安全控制。E-mail：caolimin@ouc.edu.cn