近红外应用 | 利用近红外光谱技术无损检测鸡蛋

2023-2-08 20:53

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。

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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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。

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采集透射光谱

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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。

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原始光谱曲线及预处理

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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C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,选择更优的波长组合;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。


领域:食品有机污染物

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