[發明專利]一種豬肉成熟狀況的可視化檢測方法

有效

• 申請號: 201310385321.3
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103439271A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 孫大文;謝安國;曾新安;蒲洪彬;王啟軍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

技術領域

本發明涉及一種畜肉成熟狀況的檢測方法，特別涉及一種豬肉成熟狀況的可視化檢測方法。

背景技術

肉是百姓餐桌上每天必不可少的食材，許多人以為越新鮮的肉越好吃，然而實際情況是存放一段時間，完成后熟的肉食用品質才是最佳的。牲畜被屠宰，經過一段時間后，進入尸僵狀態，肉的硬度增大，持水性差，加熱時不易煮熟，肉汁流失多，缺乏風味，食用品質差。若繼續貯藏，肉的柔軟性和持水性逐漸恢復，風味提高，此過程稱為肉的成熟。同時如果貯存肉的方法不當，會被微生物感染和酶分解引起腐敗變質，貯藏時間過長還會讓水分散失，肉質過干。肉品的尸僵、成熟、腐敗是三個連續變化的過程，因此，準確地掌握肉品的成熟時間，才能使肉品的食用品質最佳。

不斷為客戶提供品質最佳的商品，是企業的目標和生命力。歐美等發達國家的肉品經過后熟才銷售，這也必然是我國屠宰行業發展的方向，越來越多的屠宰廠將肉品售前的冷藏成熟作為必不可少的階段。然后，檢測肉品成熟何時完成，卻沒有快捷、簡單的方法。通過傳統的方法測量肉品的理化指標的變化，推斷肉品的成熟情況，需要每隔一段時間都測量肉品的多項指標，檢測工作繁重、費時，并且檢測需要割取樣品，破壞胴體完整性，降低商品價值。

高光譜成像是一門新興的快速、無損檢測技術，它融合了傳統的成像技術和光譜學，在農畜水產品品質檢測方面具有巨大的潛力和優勢。目前，肉類、牛奶、水果和蔬菜的品質檢測等方面都有采用高光譜技術的報道。如中國發明專利CN200710178609.8公布了一種利用超光譜成像系統檢測肉制品嫩度的方法；中國專利CN200710178609公布了肉制品嫩度無損檢測的超光譜成像系統及檢測方法；中國專利CN200610097857公布了基于高光譜圖像技術的農畜產品無損檢測方法及裝置。然而需要指出的是，肉品成熟是個復雜的過程，動物生前的性別、年齡、體質以及屠宰后的貯藏條件都會影響肉品的成熟速率和成熟后的品質。同時，肉品的pH值、嫩度、色差等多項指標都會發生變化，僅用嫩度無法準確判別肉品處于尸僵、成熟、腐敗連續變化的哪個階段。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明的目的在于提供一種豬肉成熟狀況的可視化檢測方法，可以快速、無損地判別畜肉的成熟度，既不需要測量理化指標，也不需要專業人員訓練光譜模型。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種豬肉成熟狀況的可視化檢測方法，包括以下步驟：

（1）根據豬肉樣本的理化指標判斷豬肉樣本的成熟類別，成熟類別為僵直、成熟或腐敗；

（2）用近紅外高光譜儀對豬肉樣本進行掃描，得到豬肉樣本的三維高光譜圖像；

（3）提取出967nm、1076nm、1127nm、1235nm、2061nm五個特征波長下的豬肉樣本的光譜圖像，選出豬肉區域，將每個波長下的數據歸一化，映射到（0，1）范圍內，此時，每個像素下含5個特征波長的光譜反射值；

（4）以每個像素的5個特征波長的光譜反射值作為神經網絡的輸入，3種成熟類別作為輸出，建立三層神經網絡；其中，3種成熟類別分別為僵直、成熟和腐敗；

（5）用近紅外高光譜儀對待測豬肉樣品進行掃描，得到待測豬肉樣品的三維高光譜圖像，將每個像素的5個特征波長的光譜反射值并代入步驟（4）得到的三層神經網絡，得到待測豬肉樣品的三維高光譜圖像的每個像素的成熟類別結果；

（6）將3種成熟類別分別用3種顏色表示，得到待測豬肉樣品的豬肉成熟狀況的分布圖，計算3種成熟類別所占的像素比例，判斷豬肉成熟狀況：

當僵直區域面積大于20%時，說明豬肉沒有完全解僵，應繼續存放；

當腐敗區域大于32%時，肉品感染微生物嚴重，腐敗加快，應該立即終止儲藏；

當僵直區域小于20%、腐敗區小于32%時，肉品完成解僵，品質最高，適合出庫銷售。

所述神經網絡的結構為：輸入層5個神經元，隱含層2個神經元，輸出層3個神經元；隱藏層激活函數為雙曲正切；輸出層激活函數為softmax。

步驟（2）所述用近紅外高光譜儀對豬肉樣本進行掃描，具體為：

像素分辨率不小于320×256，掃描面積不少于100cm²。

所述僵直的理化指標為：嫩度83.3±13.2N，揮發性鹽基氨12.2±1.5mg/100g，細菌總數6.77±0.8LogCFU/g，熱損失21.3±2.5%；