第34卷，第3期 2014年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.34,No.3.pp741-745
March,2014
光学扩散特征的生鲜肉细菌总数的无损检测方法
宋育霖，彭彦昆，郭辉，张雷蕾，赵娟
中国农业大学工学院，国家农产品加工技术装备研发分中心，北京100083
摘要细菌总数是生鲜肉的最主要安全参数之一，肉品的光学扩散特征反映其细菌总数。对高光谱扩散数据利用不同的拟合算法处理与分析，并比对生鲜猪肉细菌总数建模的相关性差异，确定了用于最繁建模的最佳扩散特征参数，为后续的装置开发提供建模依据。冰箱调至4℃恒温，在里面放置63个分割好的猪肉样品，每天间隔固定时间从里面随机取出4～5块样品，获取猪肉表面的400～1100nm波长范围内高光谱散射图像，从高光谱图像中提取猪肉的扩散光谱曲线，利用Lorentz函数和Gompertz函数以及修正后的函数，拟合处理与分析扩散数据，拟合后的不同参数可以代表样品的特征光谱，细菌总数的标准值用平板计数法获得，然后单独用各单个参数、多个参数结合的方式，多元线性回归的统计方法，与细菌总数分别建立模型。实验结果表明，Lorentz三参数结合，Lorentz四参数结合，Gompertz四参数拟合的模型相关系数较高，其校正集和预测集相关系数分别为0.93，0.96，0.96和0.90，0.90，0.92，标准偏差分别为0.47， 0.44，0.39和0.56，0.46，0.42，其中，相关性最好的是Gompertz四参数结合，在装置的开发中可以优选相关性和稳定性最好的模型导入装置系统中。
关键词生鲜猪肉；光学扩散特征；高光谱；细菌总数；Lorentz；Gompertz
中图分类号：S123
文献标识码：A
引言
DOI:10. 3964/j. issn, 1000-0593(2014)03-0741-05
1700nm的近红外高光谱仪预测和辨别羊肉的质量2 EIMasrv等用近红外高光谱成像技术以900～1700nm波长预测牛肉的嫩度、持水力等品质特性13]。Barbin等用波长
近年来，微生物污染食品导致的安全事件受到消费者和国家卫生部门的高度重视。在人们的日常饮食中生鲜肉类产品比重较大，猪肉卫生和食用状况一直备受关注。细菌总数（totalviablebacteria count，TVC)2是评价其卫生质量安全的微生物学基本指标。猪肉加工环境、受污染程度衡量的国家卫生标准，可用于肉晶的货架期预测、肉晶是否腐败变质的判断3。1X10°CFU·g-是我国国标规定鲜（冷）猪肉中细菌总数的最大值。当肉类细菌超标时，对消费者的健康会造成极大的危害。目前，主要以传统方法对猪肉细菌总数进行检测，这些方法虽然有效，但准备时间长、操作繁琐、需要专门技术人员、对试样破坏性大、效率低、检测结果相对滞后[-7]
光谱和图像融合的高光谱成像技术，可同时获得光谱信息和空间位置信息，具有“图谱合一”的特性，反映被测样品的综合性状参数，自前作为有效工具已被应用于农畜产晶品质安全无损检测研究中[8-1]。Kamruzzaman等用波长900~
收稿日期：2013-06-13，修订日期：2013-09-20
900～1700nm成像技术分级和鉴定猪肉的品质4]。陶斐斐 0000 细菌总数。
本工作是针对猪肉细菌总数研发无损检测新方法，利用高光谱成像技术获取生鲜猪肉的光学扩散信息，并使用不同的分布函数拟合算法对光学扩散特征进行拟合，通过比对细菌总数预测模型相关性等的影响，从中选择较好的拟合算法模型，以为后续检测装置的开发提供建模依据和相关的技术基础。
1实验部分 1.1材料
在超市购买的新鲜猪肉用恒温冷藏箱运回实验室，将肉
样接照8cm×5cmX2.5cm的标准进行均匀分割成肉块后包装好。第1块样本直接进行实验；其他猪肉样本统一用保
基金项目：公益性行业(农业)科研专项(201003008)和国家科技支撑计划项目(2012BAH04B02)资助作者简介：宋育霖，1986年生，中国农业大学工学院硕士研究生
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*通讯联系人e-mail:ypeng@ cau.edu.cn