[发明专利]一种基于高光谱成像技术对三文鱼鲜味强度快速表征的方法

说明书

本发明属于肉品质质量检测技术领域，涉及一种基于高光谱成像技术对三文鱼鲜味强度快速表征的方法；首先准备三文鱼样本，使用高光谱成像采集系统进行高光谱图像采集；采集后使用国标法测定样本的鲜味强度指标；再采用ENVI 4.5软件提取样本中心感兴趣区域的光谱值，并对光谱值进行预处理；然后使用不同的变量筛选方法提取经过预处理后的光谱值中的特征变量，以提取的特征变量组合成的样本作为新样本；采用样本集划分方法对新样本进行样本划分，得到重新划分后的样本集；以划分的样本集建立三文鱼鲜味强度指标预测模型，进而实现鲜味强度指标的分布可视化。本发明所需时间短，设备操作简便，且能准确的实现对三文鱼鲜味强度指标的预测。

技术领域

本发明属于肉品质质量检测技术领域，具体涉及一种基于高光谱成像技术对三文鱼鲜味强度快速表征的方法。

背景技术

三文鱼营养丰富，富含氨基酸、矿物质和微量元素以及大量优质蛋白和Ω-3系列不饱和脂肪酸，被称为“水中黄金”，在全世界范围内深受消费者喜爱。冰鲜储存能够最大限度的保留三文鱼的品质，但冰鲜三文鱼货架期较短，容易发生腐败和变质。冷冻三文鱼在冻结温度下能够抑制自身酶活性和微生物的生长，因此具有较长的保质期。但冷冻会造成三文鱼的组织结构破坏和汁液流失，汁液中包含着大量核苷酸、氨基酸等呈味物质以及虾青素、类胡萝卜素等呈色物质，因此冻融三文鱼存在嫩度下降，颜色暗淡、滋味缺失等情况。品质上等的三文鱼不仅在外观上色泽鲜艳诱人，在口感上滑嫩爽口，结实饱满。此外，三文鱼含有大量的核苷酸和游离氨基酸等呈味物质，使三文鱼滋味鲜美甘香，广受消费者喜爱。这些呈味物质之间具有鲜味协同效应，共同组成三文鱼独特的鲜味特征。

鲜味是水产品最重要的特征滋味之一。所谓鲜味，主要指谷氨酸钠的味道。生物体内的核苷酸和游离氨基酸等物质均能呈现鲜味，一般来说，肉类鲜味强度的形成是一个复杂的体系，核苷酸和游离氨基酸之间存在鲜味协同作用，当两者同时存在时，将会对各自的鲜味产生促进作用，呈现更强烈的鲜味强度。因此，对单一的核苷酸或氨基酸进行检测不能全面的表征肉类的鲜味强度。日本学者Yamaguch首先提出了味精当量法(Equivalentumami concentrations，EUC)来表征食品的鲜味强度。多位学者采用味精当量法分别对中华绒螯蟹、灵芝以及蘑菇的鲜味强度进行了分析研究。然而目前味精当量的测定均采用液相色谱法分别对样品核苷酸和游离氨基酸含量进行检测，通过计算得出样品的味精当量值，这种方法获得的测定结果准确可靠，但过程较为繁琐耗时。

近年来，高光谱成像技术因其检测快速无损且同时具有图像和光谱信息的优点而逐渐应用到食品检测领域。高光谱成像技术兴起于上世纪末的卫星遥感领域，能够对样品的光谱信息和图像信息进行无损快速的采集，并具有较高的光谱和空间分辨率。与光谱技术相比，它具有同计算机视觉技术一样能够提供样品图像和空间信息的优点；与计算机视觉技术相比，它具有光谱技术可以提供样品化学信息的优点。高光谱成像技术将两种技术融合在了一起，实现了“图谱合一”。Cheng、Elmasry G以及He等人采用高光谱成像技术分别对鱼肉的DHA、脂肪、嫩度等指标进行了快速预测，并取得了较好的效果。但是目前尚未有基于高光谱成像技术对三文鱼鲜味强度的快速表征方法。

发明内容

本方法旨在克服现有检测技术中存在的缺点与不足，如液相色谱检测方法的繁琐和耗时。本方法以三文鱼为研究对象，采用高光谱成像技术对三文鱼的鲜味强度进行了快速预测研究。首先利用高光谱成像采集系统对三文鱼样品的高光谱图像数据进行采集，之后采用常规的液相色谱法对三文鱼样品的鲜味强度指标味精当量值进行测定，通过建立光谱与鲜味强度指标的对应关系，实现对三文鱼鲜味强度的快速预测，之后通过光谱图像上各像素点的光谱值与鲜味强度指标的对应关系完成三文鱼鲜味强度的分布可视化。

本发明通过以下技术方案实现，具体步骤如下：

(1)准备三文鱼样本并编号，具体分为冰鲜三文鱼和冻融三文鱼；

(2)使用高光谱成像采集系统对步骤(1)中的三文鱼样本进行高光谱图像采集，得到三文鱼样本高光谱图像；