一、引言

每年“3·15晚會(huì)”中食品安全的案例最受廣大群眾關(guān)注，食品安全是關(guān)乎人類(lèi)健康、社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心議題。食品全問(wèn)題潛伏在我們?nèi)粘Ｉ钪小＝?，某食品廠(chǎng)被爆出使用臭雞蛋制作“網(wǎng)紅”蛋糕，同時(shí)使用香精掩蓋臭雞蛋的異味。

該如何保障消費(fèi)者的食品安全？商家惡意使用低價(jià)的變質(zhì)原料的行為需要通過(guò)加強(qiáng)監(jiān)管力度去避免。而無(wú)意使用的商家又怎么去控制原料的新鮮度呢？萊森光學(xué)的高光譜相機(jī)可以提供一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。

萊森光學(xué)iSpecHyper-VS300便攜式高光譜成像系統(tǒng)

二、如何定義“新鮮度”？

根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件，雞蛋的哈夫單位值是衡量雞蛋新鮮度的關(guān)鍵性指標(biāo)。哈夫單位值的國(guó)標(biāo)測(cè)定方法：通過(guò)高精度天平稱(chēng)量雞蛋質(zhì)量，打破雞蛋殼倒出雞蛋液于干凈的玻璃平面上，游標(biāo)卡尺測(cè)量蛋黃周?chē)鷿獾鞍椎暮穸?。哈夫單位?jì)算公式：

HU為哈夫單位；H為蛋白高度，mm；G為雞蛋質(zhì)量，g。

NY/T1758-2009 鮮蛋等級(jí)規(guī)格

“特級(jí)雞蛋”和“一級(jí)雞蛋”合并為可食用類(lèi)別，“二級(jí)雞蛋”為不建議食用類(lèi)別，“三級(jí)雞蛋冶為不可食用類(lèi)別。使用該方法，都需要打破雞蛋殼，觀察蛋白蛋黃的情況，并且需要使用肉眼辨別，容易產(chǎn)生誤差。

三、高光譜如何實(shí)現(xiàn)雞蛋新鮮度測(cè)定？

雞蛋高光譜偽彩色RGB圖像

不同新鮮度等級(jí)雞蛋的光譜

高光譜相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)在無(wú)損情況下，快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)雞蛋新鮮度的需求。通過(guò)采用高光譜透射成像儀無(wú)損采集不同新鮮度等級(jí)雞蛋的高光譜信息，提取其光譜特征和圖像特征，分別采用并行式圖譜特征融合和遞進(jìn)式圖譜特征融合方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和建模，得出適用于雞蛋新鮮度的判別模型。當(dāng)5個(gè)單波長(zhǎng)聯(lián)合時(shí)，即807.91、606.83、740.62、880.88、676.27nm建模判別效果最好，訓(xùn)練集判別準(zhǔn)確率達(dá)89.00%，預(yù)測(cè)集判別準(zhǔn)確率達(dá)88.00%。

SPA 算法特征波長(zhǎng)提取結(jié)果

特征波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的高光譜圖像

四、高光譜成像技術(shù)解鎖食品安全密碼

4.1西蘭花農(nóng)藥殘留檢測(cè)

農(nóng)戶(hù)種植西蘭花時(shí)為了減少病害對(duì)產(chǎn)量影響，無(wú)法避免地施用農(nóng)藥。然而，在殺死蟲(chóng)害的同時(shí)，農(nóng)藥殘留超標(biāo)會(huì)對(duì)消費(fèi)者的生命健康以及西蘭花種植帶來(lái)潛在威脅。通過(guò)高光譜采集系統(tǒng)采集西蘭花的光譜數(shù)據(jù)，建立模型對(duì)農(nóng)藥殘留進(jìn)行識(shí)別。機(jī)器學(xué)習(xí)算法與高光譜技術(shù)相結(jié)合的識(shí)別模型能夠很好地檢測(cè)西藍(lán)花中的農(nóng)藥殘留檢。

西蘭花樣本數(shù)據(jù)的平均光譜圖

西蘭花農(nóng)藥殘留分布可視化圖

4.2高光譜羊肉摻假檢測(cè)

近年來(lái)羊肉價(jià)格不斷上漲，一些不法商家在巨大經(jīng)濟(jì)利益誘惑下，鋌而走險(xiǎn)用狐貍?cè)獾鹊蛢r(jià)值肉類(lèi)冒充羊肉。將狐貍?cè)鈸饺胙蛉?，其微生物?yán)重超標(biāo)，投入市場(chǎng)不僅嚴(yán)重影響消費(fèi)者身體健康，同時(shí)也擾亂了肉類(lèi)食品市場(chǎng)秩序。利用高光譜成像技術(shù)結(jié)合特征變量篩選，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)羊肉糜中狐貍?cè)鈸郊龠M(jìn)行定量檢測(cè)。

羊肉中不同量狐貍?cè)鈸郊贅悠返钠骄庾V曲線(xiàn)

純羊肉與純狐貍?cè)獾拇硇怨庾V

五、守護(hù)“舌尖上的安全”

食品安全是民生之本，也是社會(huì)穩(wěn)定的基石。面對(duì)變質(zhì)原料、農(nóng)藥殘留、肉類(lèi)摻假等隱患，傳統(tǒng)檢測(cè)方法往往存在效率低、破壞樣本、依賴(lài)人工判斷等局限。高光譜成像技術(shù)的出現(xiàn)，為食品安全監(jiān)管注入了革新力量，通過(guò)無(wú)損、快速、精準(zhǔn)的光譜分析，直擊食品安全的核心問(wèn)題，守護(hù)“舌尖上的安全”。

推薦：

便攜式高光譜成像系統(tǒng)iSpecHyper-VS1000

專(zhuān)門(mén)用于公安刑偵、物證鑒定、醫(yī)學(xué)醫(yī)療、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的最新產(chǎn)品，主要優(yōu)勢(shì)具有體積小、幀率高、高光譜分辨率高、高像質(zhì)等性?xún)r(jià)比特點(diǎn)采用了透射光柵內(nèi)推掃原理高光譜成像，系統(tǒng)集成高性能數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng)，高速USB3.0接口傳輸，全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計(jì)，物鏡接口為標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，可根據(jù)用戶(hù)需求更換物鏡。

審核編輯 黃宇