高光谱成像仪在鸡肉品质快速无损检测中的应用

鸡肉是一种营养丰富的健康食品，但鸡肉的品质和安全性是消费者选择鸡肉的前提。因此，实现鸡肉品质的实时监控和快速检测对肉品工业的发展是至关重要的。然而，传统的品质检测方法需要消耗大量时间、操作步骤繁琐、且破坏样本，不能满足现代肉品工业快速、无损、实时的发展要求。因此，我们就可以使用高光谱成像仪。本文介绍了高光谱成像仪在鸡肉品质快速无损检测中的应用。

传统鸡肉品质检测方法：

鸡肉品质的传统检测方法主要包括感官评定、物理仪器测定和化学分析测定。首先，感官评定是由经过感官训练的检查人员对鸡肉的气味、颜色、嫩度、硬度、弹性等外观属性进行评价从而判断鸡肉品质的现场检测方法。这种评价方法虽不需要使用仪器，比较方便快捷，但其评价结果容易受到人为因素的影响，存在主观性、片面性、成本高等缺点。

其次，物理仪器测定通常是指采用万能拉力机、质构仪等测量仪器定量地测定鸡肉的质构参数（嫩度、硬度、弹性、黏聚性等），揭示鸡肉质构特性的本质并提供客观测定结果。物理仪器测定的优点是可以减少感官评定过程中因检查人员不同而造成的主观误差，但缺点是物理仪器测定是一种破坏性的分析方法，会导致被测鸡肉样本破坏而丧失食用价值。

最后，化学分析测定，跟物理仪器测定类似，也能提供客观、可靠、准确的结果，但样本检测前需要进行复杂的预处理，消耗大量的时间和精力，同时试验过程中产生的废液废弃物会对环境造成严重污染。上述传统品质检测方法均不能满足现代肉类工业快速、无损、大批量的生产要求。因此，开发一些快速、无损、准确的检测技术对现代肉类工业的发展至关重要。

高光谱成像仪在鸡肉品质快速无损检测中的应用：

高光谱成像仪融合了传统的成像技术和光谱技术的优点，既可以像传统的成像技术一样获取被检测物体的空间信息，又可以像光谱技术一样获取光谱信息。图像信息能够反映目标样本的外部特征属性如形状、大小、颜色、纹理等，而光谱信息则能反映目标样本的内部特征属性如化学成分和组织结构特性等。因此，高光谱成像仪能同时检测目标样本的物理和化学信息并通过图像处理算法实现其含量的分布可视化。基于这些优点，高光谱成像仪在鸡肉品质评价和安全性检测上得到了广泛的应用。主要集中在以下5个方面：微生物腐败检测、表面污染物检测、皮肤肿瘤检测、品质分级以及碎骨检测。

1.微生物腐败检测

肉品在加工贮藏过程中会受到微生物的作用而发生变质腐烂。这些腐败肉品携带对人体有害的微生物，可能会引起食源性疾病。然而，常规的微生物检测方法操作步骤繁琐、持续时间长、且具有破坏性，难以满足现代肉品工业的实时监测的生产要求。采用高光谱成像仪对鸡肉中的微生物进行检测，可以实现微生物含量分布的可视化。

2.品质分级

采用高光谱成像仪实现鸡肉品质分级的工作原理是通过利用已知等级鸡肉样本的光谱信息建立校正模型，然后利用该模型来预测未知鸡肉样本的等级。通过高光谱成像仪获取不同家禽个体的高光谱图像，通过观测健康鸡与疾病鸡体在光谱反射率上的差异来实现品质分级。

3.皮肤肿瘤检测

皮肤肿瘤检测是肉品检测的难点，因为肿瘤通常难以用肉眼或传统的视觉系统检测出来。高光谱成像技术包括反射高光谱成像技术、透射高光谱成像技术和荧光高光谱成像技术。在这些技术中，荧光高光谱成像技术可应用于检测皮肤肿瘤，其工作原理是某些化学物质经过紫外线照射后，会激发出可见光谱范围内的荧光，而肿瘤的存在会引起荧光光谱发生变化。

4.表面污染物检测

在肉品生产线中，对鸡胴体进行检查是确保鸡胴体没被污染的必要步骤。高光谱成像仪可以分别从污染和未污染的鸡胴体皮肤上获得高光谱图像并提取出光谱数据，然后将受到污染的鸡胴体与正常鸡胴体的光谱进行比较，再对光谱数据进行PCA处理，提取特征波长，用于快速识别受污染鸡胴体。

碎骨检测

消费者总是希望鸡肉免受生物、化学或物理污染。无论是在鸡肉加工产品或者是高品质的鸡胸脯肉中，鸡肉中的骨碎片很可能会对消费者的身体健康造成重大危害。碎骨可能是由切骨架时发生刀片错位所产生，或者骨骼在屠宰前或期间已经被打碎。碎骨如细长尖锐的叉形骨，很容易引起受伤。如果生产出这些含有碎骨的产品必然会流失消费者。因此，在去骨鸡肉进入市场前，对碎骨的检测是很有必要的。通过将透射和反射高光谱成像技术相结合，可以用来检测去骨鸡胸肉中的碎骨。这可以减小光散射对图像的影响，同时增加图像的对比度。