□ 黃 瑜 新疆維吾爾自治區(qū)食品藥品審評(píng)查驗(yàn)中心

1 高光譜成像技術(shù)在肉類無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用

高光譜成像技術(shù)可以在實(shí)現(xiàn)食品品質(zhì)信息可視化表達(dá)的基礎(chǔ)上，為食品分級(jí)分類檢測(cè)體系的構(gòu)建提供保障。高光譜圖像提供的光譜空間分布信息在食品品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。以肉類檢驗(yàn)為例，肉類食品無(wú)損檢測(cè)工作涉及了嫩度預(yù)測(cè)、微生物腐敗檢測(cè)和品質(zhì)分級(jí)等多項(xiàng)內(nèi)容[1]。高光譜成像技術(shù)建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，在計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于肉類無(wú)損檢測(cè)以后，檢驗(yàn)人員可以從以下因素入手，檢測(cè)肉的嫩度：一是肉的圖像紋理；二是肉的大理石花紋；三是肉的表面顏色。如在牛肉嫩度檢測(cè)工作實(shí)施過(guò)程中，檢驗(yàn)人員在從牛排中提取光譜數(shù)據(jù)以后，利用多元變量建模算法對(duì)光譜數(shù)據(jù)與牛排嫩度標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值之間的相關(guān)度進(jìn)行分析。一些研究者在收集鮮牛排中的散射光的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了預(yù)測(cè)熟牛排嫩度的新型高光譜成像系統(tǒng)。在高光譜成像技術(shù)應(yīng)用于肉類無(wú)損檢測(cè)以后，正則判別函數(shù)也成為了檢驗(yàn)人員檢驗(yàn)肉類嫩度的工具，此種檢驗(yàn)方式對(duì)嫩牛肉與較粗糙牛肉的分級(jí)準(zhǔn)確率達(dá)到了83.10%和90.19%。在檢驗(yàn)工作開展過(guò)程中，實(shí)物樣品變化對(duì)光譜結(jié)果的影響是檢驗(yàn)人員不可忽視的內(nèi)容。

2 高光譜成像技術(shù)在果蔬品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用

水果和蔬菜可以為人們提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。一般情況下，水果（蔬菜）的外觀、色澤、硬度和新鮮度等因素是消費(fèi)者關(guān)注的主要內(nèi)容。在高光譜成像技術(shù)應(yīng)用于果蔬無(wú)損檢測(cè)以后，檢驗(yàn)人員不僅可以對(duì)水果（蔬菜）的理化性質(zhì)（如硬度、固形物含量、水分含量、含糖量和pH值等）進(jìn)行檢驗(yàn)，也可以借助這一技術(shù)了解各個(gè)組分的空間分布。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，果蔬硬度與可溶性固形物含量可以被看作是果蔬成熟度與收獲時(shí)間的決定因素。水果（蔬菜）的外觀、口味和化學(xué)組成等內(nèi)容也是食品檢測(cè)工作中不可忽視的內(nèi)容。產(chǎn)品分類分級(jí)與污染檢測(cè)等內(nèi)容是果蔬品質(zhì)檢驗(yàn)工作中的重要內(nèi)容，在從果蔬樣品中提取光譜數(shù)據(jù)以后，檢驗(yàn)者需要在構(gòu)建多元分析模型的基礎(chǔ)上，完成定量關(guān)系模型的構(gòu)建。根據(jù)高光譜成像技術(shù)的應(yīng)用情況，在反射模式下，檢驗(yàn)者可以利用650～1 000 nm范圍內(nèi)的光譜，完成果蔬樣品硬度與可溶性固形物含量的檢驗(yàn)工作。在散射模式下，一些研究者構(gòu)建了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬度與可溶性固形物檢測(cè)體系。以草莓的無(wú)損檢測(cè)為例，出于預(yù)測(cè)不同化學(xué)物質(zhì)的需要，檢驗(yàn)人員可以利用波長(zhǎng)為400～1 000 nm的高光譜成像系統(tǒng)，對(duì)草莓進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，此種研究方式建立在最小二乘回歸模型的基礎(chǔ)之上.根據(jù)這一檢驗(yàn)方法的應(yīng)用效果，草莓中的水分含量相關(guān)度為0.91；可溶性固形物含量相關(guān)度為0.80；pH值的預(yù)測(cè)相關(guān)度為0.94[2]。這一結(jié)果表明高光譜成像技術(shù)在果蔬無(wú)損檢驗(yàn)領(lǐng)域具有較為良好的應(yīng)用效果。

3 高光譜成像技術(shù)在其他食品無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用

除肉制品無(wú)損檢測(cè)與果蔬無(wú)損檢測(cè)以外，高光譜成像技術(shù)也可以在奶制品及谷類食物的無(wú)損檢測(cè)工作中得到應(yīng)用。

3.1 高光譜成像技術(shù)在奶制品無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用

高光譜成像技術(shù)在奶制品加熱、干燥和發(fā)酵等生產(chǎn)流程的品質(zhì)檢測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。基于高光譜成像技術(shù)的奶制品品質(zhì)分布圖可以應(yīng)用于奶制品主要成分的均勻性的檢測(cè)過(guò)程之中。水分分布圖可以在奶制品烘干過(guò)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。在為人們提供奶制品的整體品質(zhì)參數(shù)的同時(shí)，高光譜成像技術(shù)也可以為人們提供像素點(diǎn)擊分辨率的空間分布信息。

3.2 高光譜成像技術(shù)在谷類食物無(wú)損檢測(cè)工作中的應(yīng)用

在谷類食物無(wú)損檢驗(yàn)工作開展過(guò)程中，高光譜成像技術(shù)不僅可以對(duì)健康作物與遭受蟲害的作物進(jìn)行有效區(qū)分，也可以對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)：一是微生物對(duì)谷類作物的侵蝕情況；二是谷類作物的油脂含量?；叶裙采仃嚺c灰度直方圖紋理特征提取方法在谷類作物無(wú)損檢測(cè)中發(fā)揮著重要的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

高光譜技術(shù)在食品無(wú)損檢驗(yàn)中的應(yīng)用，可以讓人們對(duì)食品進(jìn)行合理分級(jí)與定價(jià)?？焖傩?、高效性與準(zhǔn)確性是這一檢測(cè)技術(shù)的主要特點(diǎn)，隨著這一技術(shù)的發(fā)展，其在食品檢驗(yàn)領(lǐng)域具有較為良好的應(yīng)用前景。