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Resonon | 高光谱成像技术助力鸡胸肌病识别

教育装备采购网 2025-12-09 09:52 围观68次

Resonon | 高光谱成像技术助力鸡胸肌病识别

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  在禽肉工业生产中,肌病防控一直是影响鸡肉产量和品质的重要因素。尤其是鸡胸肉这种高价值的部位,常常受到木胸、意大利面肉等肌肉病变的困扰,一旦发生,会导致肉质硬化、汁液流失,严重损害产品价值。传统的肌病检测往往依赖人工触诊和视觉评估,不仅主观性强、效率低下,而且存在漏检与误判的风险。

  近期,IRTA西班牙农业食品研究技术研究所的团队在国际期刊《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》上发表了一项研究,提出了一种创新解决方案:通过可见-近红外高光谱成像(VIS-NIR HSI)技术,实现鸡胸肌病的检测与分类。这一研究为禽肉行业提供了新的技术手段,不仅能识别肌病,还能预测肉品在冷藏过程中的质量变化,帮助减少食品浪费。

Resonon | 高光谱成像技术助力鸡胸肌病识别

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图1.研究框架。

  研究方法

  (1)实验设计与样本选择

  • 试验一 (肌病鉴别):选取98只鸡胴体,分区域评估并标注肌病类型(N, WB, SM, WS);

  • 试验二 (保质期评估):选取77只鸡胴体,经气调包装后于4.8°C下冷藏14天,并定期采样;

  (2)高光谱成像数据采集

  研究选择Resonon Pika L型高光谱成像仪进行图像采集,其系统配置如下:

  ö 光谱范围:386–1016 nm;

  ö 光谱分辨率:2.0 nm;

  ö 相机类型:线扫描式,每一条线捕获900个像素,在反射传感模式下共记录1700条线;

  ö 照明系统:4个50 W卤钨灯;

  ö 采集软件:Spectronon Pro;

  每次扫描前均进行黑白校正,以消除环境噪声,确保数据准确性;

  (3)数据分析

  使用Matlab处理光谱数据,将鸡胸肉划分为三个区域,选取WB和SM共存区域。通过标准正态变换(SNV)消除光散射效应,利用PCA和SVM构建分类模型,并比较了全光谱与近红外波段的分类效果。

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图2.流程图总结了两项试验的实验设计。

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图3.试验1中样本(98个样本,304个光谱)按肌病存在情况划分的平均可见光-近红外吸收光谱。

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图4.主成分(PC)1与PC2 (A) 以及PC2与PC3 (B) 的样本得分图。前三个主成分在每个波长上的负载 (C)。

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表1.使用试验1的样本(98个样本,304个光谱)开发的分类模型的性能。总体准确率=76.1%。

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图5.A、B图为主成分(PC)评分值绘制的样本。C图为前三个PC在每个波长上的负载。

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图6.根据实验2的样本(77个样本,234个光谱),按采样日计算的平均可见光-近红外SNV校正光谱。

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表2.利用可见光-近红外光谱或仅近红外光谱范围的234个光谱(来自77个样本)构建的SVM模型的混淆矩阵。

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  研究结果

  1. 肌病鉴别

  ✅高光谱技术可有效区分不同鸡胸肌病,整体分类准确率达76.1%;

  ✅意大利面肉光谱特征显著,尤其在416 nm处吸光度,与正常肉区分准确率高达94.4%;

  ✅木质化胸吸光度整体偏低,尤其在980 nm水峰附近,反映其水分状态异常;

  ❌正常肉与白纹肉光谱极为相似,模型难以区分,准确率仅为37.9%;

  2.冷藏品质演变

  ��鸡肉在14天冷藏中,肌红蛋白逐步氧化,光谱从脱氧型逐步转为氧合与高铁肌红蛋白特征;

  ��近红外区域是监测关键:仅使用800–1015 nm光谱所建模型,对存储天数的预测准确率高达99.3%,表现远超全光谱模型。

  结语

  这项研究展示了高光谱成像技术在禽肉行业中的巨大潜力,不仅能够识别鸡胸中的肌病,还能预测其在冷藏过程中的质量变化。这为肉类品质控制提供了有效、非破坏性的解决方案,有助于减少食品浪费,提高产品价值。未来,随着技术的进步和应用普及,这一方法有望在食品行业中广泛应用,推动更智能化的食品质量管理。

  发表期刊:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy【影响因子:4.6】

  研究单位:IRTA西班牙农业食品研究技术研究所、挪威食品与渔业研究所诺菲玛公司等

  使用设备:Resonon Pika L型高光谱成像仪

点击进入北京理加联合科技有限公司展台查看更多 来源:教育装备采购网 作者:北京理加联合科技有限公司 责任编辑:张肖 我要投稿
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