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利用近红外光谱技术无损检测鸡蛋

发布时间: 2019-07-12 10:04 来源: 海洋光学亚洲公司


背景:

我国为禽业大国,从传统的农户散养到养鸡专业户,再到一体化的生产基地模式,占世界鸡蛋产量40%;在鸡蛋孵化过程中,部分鸡蛋由于未受精不能正常出雏,不但会造成大量浪费,还有可能引起霉菌感染其他种蛋。美国农业部国家农业统计局(USDA,NASS)2006年数据表明种蛋胚胎发育率仅为86%-99%。

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在鸡蛋受精情况检测中,采用传统测试方法:

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? ? ? ? ? ? 传统方法? ? ? ? ? ? ? ?问题

孵化5天时光照人工判别

时间较长

电学与热成像判别

? ? ? ? ? ? 准确性差
? ? ? ? ? ?高光谱判别? ? ? ? ? ? 成本太高

? ? ? ? ? ? 机器视觉

? ? ? 蛋壳颜色干扰

120小时候敲击振动方法

? ? ? ? ? ? ?时间较长


近红外光谱技术凭借其速度快,效率高,无损的特点,为早期种蛋的无损伤在线鉴别提供新方法,帮助企业节省减少浪费,提高企业生产效益,避免由于未发育种蛋腐败产生的细菌感染其他种蛋。



采集透射光谱:


实验装置

1.暗箱

2.光源(卤钨灯12V,20W)

3.光谱仪(USB4000)

4.温度检测装置

5.散热装置



每24小时采集一次鸡蛋,采集5天,总计采集235个鸡蛋;对比同一品种不同样品及不同品种的光谱建模,剔除了由蛋黄与蛋壳颜色造成的成本光谱差异,选取355-590nm及670 - 1025nm波段分析。建立算法模型,通过对光谱的判别分析,有效判别种蛋是否受精,准确率达87.18%。

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新鲜度测试:

以新鲜鸡蛋为研究对象,采集可见/近红外反射光谱,测定鸡蛋的蛋白质含量,在此基础上进行光谱数据的处理与分析,从而建立有效的蛋白质含量预测模型,实现快速检测鸡蛋的应用。

原始光谱曲线及预处理:

图一为原始采集图谱,B为经过MSC处理后消除了散射偏移的影响;可以看出,在520nm处,580纳米处的附近,635nm处有明显的吸收峰,一阶导数处理后光谱曲线如?所示,623nm处斜率最大,700-900nm处变化较小

通过获取新鲜鸡蛋的可见近红外光谱,利用化学计量学测定蛋白质含量,再对反射光谱进行预处理,选择最优波长组合;利用最优波长建立预测模型,实现对鸡蛋蛋白质含量的无损快速检测。

推荐海洋配置:

透射配置:





? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?火焰系列VISNIR光谱仪

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?HL-2000-LL,卤钨灯光源

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?QP400-1-VIS-NIR(2根)光纤

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?舞台-RTL-T,支架

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反射配置:





? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 000-LL,卤钨灯光源

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 火焰系列VISNIR光谱仪

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??HL-2000-LL,卤钨灯光源

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??WS-1-LL,漫反射标准板

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??QR400-7-VIS-NIR,Y分叉反射光纤

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??RPH-1,反射支架


引用文献:

吴建虎,黄钧。可见/近红外光谱技术无损检测新鲜鸡蛋蛋白质含量的研究[J]。现代食品科技,2015(5):285-290。

秦五昌,汤修映,彭彦昆,等。基于可见/红外透射光谱的孵化早期受精鸡蛋的判别[J]。光谱学与光谱分析,2017(1)。


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