高光譜成像儀在雞肉品質快速無損檢測中的應用

雞肉是一種營養豐富的健康食品，但雞肉的品質和安全性是消費者選擇雞肉的前提。因此，實現雞肉品質的實時監控和快速檢測對肉品工業的發展是至關重要的。然而，傳統的品質檢測方法需要消耗大量時間、操作步驟繁瑣、且破壞樣本，不能滿足現代肉品工業快速、無損、實時的發展要求。因此，我們就可以使用高光譜成像儀。本文介紹了高光譜成像儀在雞肉品質快速無損檢測中的應用。

傳統雞肉品質檢測方法：

雞肉品質的傳統檢測方法主要包括感官評定、物理儀器測定和化學分析測定。首先，感官評定是由經過感官訓練的檢查人員對雞肉的氣味、顏色、嫩度、硬度、彈性等外觀屬性進行評價從而判斷雞肉品質的現場檢測方法。這種評價方法雖不需要使用儀器，比較方便快捷，但其評價結果容易受到人為因素的影響，存在主觀性、片面性、成本高等缺點。

其次，物理儀器測定通常是指采用萬能拉力機、質構儀等測量儀器定量地測定雞肉的質構參數（嫩度、硬度、彈性、黏聚性等），揭示雞肉質構特性的本質并提供客觀測定結果。物理儀器測定的優點是可以減少感官評定過程中因檢查人員不同而造成的主觀誤差，但缺點是物理儀器測定是一種破壞性的分析方法，會導致被測雞肉樣本破壞而喪失食用價值。

最后，化學分析測定，跟物理儀器測定類似，也能提供客觀、可靠、準確的結果，但樣本檢測前需要進行復雜的預處理，消耗大量的時間和精力，同時試驗過程中產生的廢液廢棄物會對環境造成嚴重污染。上述傳統品質檢測方法均不能滿足現代肉類工業快速、無損、大批量的生產要求。因此，開發一些快速、無損、準確的檢測技術對現代肉類工業的發展至關重要。

高光譜成像儀在雞肉品質快速無損檢測中的應用：

高光譜成像儀融合了傳統的成像技術和光譜技術的優點，既可以像傳統的成像技術一樣獲取被檢測物體的空間信息，又可以像光譜技術一樣獲取光譜信息。圖像信息能夠反映目標樣本的外部特征屬性如形狀、大小、顏色、紋理等，而光譜信息則能反映目標樣本的內部特征屬性如化學成分和組織結構特性等。因此，高光譜成像儀能同時檢測目標樣本的物理和化學信息并通過圖像處理算法實現其含量的分布可視化?；谶@些優點，高光譜成像儀在雞肉品質評價和安全性檢測上得到了廣泛的應用。主要集中在以下5個方面：微生物腐敗檢測、表面污染物檢測、皮膚腫瘤檢測、品質分級以及碎骨檢測。

1.微生物腐敗檢測

肉品在加工貯藏過程中會受到微生物的作用而發生變質腐爛。這些腐敗肉品攜帶對人體有害的微生物，可能會引起食源性疾病。然而，常規的微生物檢測方法操作步驟繁瑣、持續時間長、且具有破壞性，難以滿足現代肉品工業的實時監測的生產要求。采用高光譜成像儀對雞肉中的微生物進行檢測，可以實現微生物含量分布的可視化。

2.品質分級

采用高光譜成像儀實現雞肉品質分級的工作原理是通過利用已知等級雞肉樣本的光譜信息建立校正模型，然后利用該模型來預測未知雞肉樣本的等級。通過高光譜成像儀獲取不同家禽個體的高光譜圖像，通過觀測健康雞與疾病雞體在光譜反射率上的差異來實現品質分級。

3.皮膚腫瘤檢測

皮膚腫瘤檢測是肉品檢測的難點，因為腫瘤通常難以用肉眼或傳統的視覺系統檢測出來。高光譜成像技術包括反射高光譜成像技術、透射高光譜成像技術和熒光高光譜成像技術。在這些技術中，熒光高光譜成像技術可應用于檢測皮膚腫瘤，其工作原理是某些化學物質經過紫外線照射后，會激發出可見光譜范圍內的熒光，而腫瘤的存在會引起熒光光譜發生變化。

4.表面污染物檢測

在肉品生產線中，對雞胴體進行檢查是確保雞胴體沒被污染的必要步驟。高光譜成像儀可以分別從污染和未污染的雞胴體皮膚上獲得高光譜圖像并提取出光譜數據，然后將受到污染的雞胴體與正常雞胴體的光譜進行比較，再對光譜數據進行PCA處理，提取特征波長，用于快速識別受污染雞胴體。

碎骨檢測

消費者總是希望雞肉免受生物、化學或物理污染。無論是在雞肉加工產品或者是高品質的雞胸脯肉中，雞肉中的骨碎片很可能會對消費者的身體健康造成重大危害。碎骨可能是由切骨架時發生刀片錯位所產生，或者骨骼在屠宰前或期間已經被打碎。碎骨如細長尖銳的叉形骨，很容易引起受傷。如果生產出這些含有碎骨的產品必然會流失消費者。因此，在去骨雞肉進入市場前，對碎骨的檢測是很有必要的。通過將透射和反射高光譜成像技術相結合，可以用來檢測去骨雞胸肉中的碎骨。這可以減小光散射對圖像的影響，同時增加圖像的對比度。