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近紅外光譜技術(shù)檢測(cè)冷鮮豬肉中的脂肪、蛋白質(zhì)和水分含量

近紅外光譜技術(shù)檢測(cè)冷鮮豬肉中的脂肪、蛋白質(zhì)和水分含量

　　冷鮮肉是指嚴(yán)格執(zhí)行獸醫(yī)檢疫制度，對(duì)屠宰后的畜胴體迅速進(jìn)行冷卻處理，使胴體溫度(以后腿肉中心為測(cè)量點(diǎn))在24h內(nèi)降到0-4度,并在后續(xù)加工、流通和銷售過程中始終保持,0-4度范圍內(nèi)的生鮮肉。在0-4度下大多數(shù)微生物的生長(zhǎng)繁殖被抑制，肉毒梭菌和金黃色葡萄球菌等病原菌分泌毒素的速度大大降低。因此，與熱鮮肉、冷凍肉相比，它較好地保持了肉的特性，使肉口感更好、滋味更鮮美。發(fā)達(dá)國(guó)家早在二十世紀(jì)二三十年代就開始推廣冷鮮肉，在其目前消費(fèi)的生鮮肉中，冷鮮肉已占到90%左右。

　　脂肪、蛋白質(zhì)和水分是豬肉的三大組成成分，是豬肉品質(zhì)的基本指標(biāo)。目前這三大成分的常規(guī)檢測(cè)方法分別為索氏提取法、凱氏定氮法和恒溫干燥法。這些方法都是破壞性的而且要耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間。另外還需要檢測(cè)者具備一定的技術(shù)。近紅外光譜技術(shù)是近年發(fā)展起來的一種快速無損檢測(cè)方法，在農(nóng)產(chǎn)品/食品的定量定性檢測(cè)中發(fā)揮著重要作用。國(guó)內(nèi)外，用近紅外方法檢測(cè)肉中脂肪、蛋白質(zhì)和水分含量的研究已有很多報(bào)道。

　　儀器條件：

　　實(shí)驗(yàn)儀器為近紅外光譜儀，主要部件包括：?jiǎn)紊珒x、集成電腦、電源適配器，置頂旋轉(zhuǎn)測(cè)樣系統(tǒng)。采集處理軟件，內(nèi)置建模軟件。 測(cè)樣方式：漫反射方式;檢測(cè)方法：置頂旋轉(zhuǎn)測(cè)樣系統(tǒng);實(shí)驗(yàn)所用的參數(shù)設(shè)置為： 波長(zhǎng)范圍：1400nm ~ 2500nm，波長(zhǎng)步長(zhǎng)：1.0nm，平均次數(shù)：60次。脂肪測(cè)定儀、凱氏定氮儀器、烘箱。

　　實(shí)驗(yàn)方法：

　　儀器使用近紅外光譜儀掃描軟件進(jìn)行光譜采集。采用置頂旋轉(zhuǎn)測(cè)樣系統(tǒng)。

　　樣品分別用8、6和4mm的孔板絞成三種不同顆粒度的肉糜!三類樣品個(gè)數(shù)30個(gè)。用分別用自封袋包裝，防止水分遺失，之后將樣品放入冰箱中，于0-4度下冷卻2-3h。

　　之后取出采集光譜。

　　實(shí)驗(yàn)共備置90個(gè)牛奶樣品，其中由27個(gè)8mm孔徑、26個(gè)6mm孔徑和27個(gè)4mm孔徑的肉糜共80個(gè)作矯正集樣品，用于建模，其余10個(gè)作驗(yàn)證集樣品，用于評(píng)價(jià)模型。對(duì)矯正集每個(gè)樣品掃描2 次，得到160 張光譜。光譜采用數(shù)學(xué)處理，有效消除基線漂移和部分噪音信息，這些光譜對(duì)應(yīng)該樣品的脂肪、蛋白和水分含量數(shù)據(jù)。含量數(shù)據(jù)和光譜數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，使用偏最小二乘法計(jì)算，創(chuàng)建模型。

　　脂肪、蛋白和水分的一級(jí)數(shù)據(jù)分別是由脂肪測(cè)定儀、凱氏定氮儀器和烘箱的分析而得。

　　數(shù)據(jù)處理方法：

　　多元散射校正方法是現(xiàn)階段多波長(zhǎng)定標(biāo)建模常用的一種數(shù)據(jù)處理方法。經(jīng)過散射校正后得到的光譜數(shù)據(jù)可以有效地消除散射影響，增強(qiáng)了與成分含量相關(guān)的光譜吸收信息。光譜求導(dǎo)也是一種常用的光譜處理方法，導(dǎo)數(shù)光譜既可以消除基線漂移或平緩背景干擾的影響，也可以提供比原光譜更高的分辨率和更清晰的輪廓變化，從而更為細(xì)致地反映樣品的光譜特征。本實(shí)驗(yàn)中光譜數(shù)據(jù)經(jīng)多元散射校正技術(shù)處理后用一階導(dǎo)數(shù)處理的光譜數(shù)據(jù)建立偏最小二乘PLS模型，一階導(dǎo)數(shù)光譜經(jīng)過導(dǎo)數(shù)9點(diǎn)平滑濾波處理。

　　圖1.冷鮮豬肉中脂肪含量的PLS模型

　　圖2.冷鮮豬肉中蛋白質(zhì)含量的PLS模型

　　圖3.冷鮮豬肉中水分含量的PLS模型

　　經(jīng)過模型的優(yōu)化，得出冷鮮豬肉各指標(biāo)較好的模型，脂肪、蛋白質(zhì)和水分的模型相關(guān)系數(shù)分別為0.9503、0.9172和0.9443。

　　結(jié)論：

　　采用近紅外光譜儀快速、高效檢測(cè)冷鮮豬肉中脂肪、蛋白質(zhì)和水的含量是可行的。。分析速度快，結(jié)果準(zhǔn)確，具有常規(guī)化學(xué)方法所不具有的優(yōu)點(diǎn)。