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高光谱成像技术在食品检测中的应用

时间：2020-07-30 作者：球速体育点击量：

高光谱成像技术在食品检测中的应用

“民以食为天，食以安为先”，食品宁静一直是全社会最为关注的问题之一。但由于食品种类多样，且从生产、加工、蕴藏到运输历程中可能接触到的污染源种类繁多，古板的检测要领受限于时效和人力，对许多保质期短的食品束手无策。因此，无论是对工厂、消费者照旧质检人员来说，探索一种快速无损的食品检测计划具有重要现实意义。

球速体育公司生态健康研究中心致力于生态-农业-健康研究生长与立异应用，专注于光谱成像技术在上述领域的研发集成及技术推广，凭借多年科研仪器技术研发集成经验，引进国际先进的高光谱成像传感器技术，通过“光谱指纹”特征差别来反应差别食品的理化特性，及有机化合物组成和分子结构信息，进而有效反应食品中的化学身分或微生物污染情况。充分将“图谱合一”、“光谱立方”应用到食品检测领域，为该领域提供全面的高光谱成像应用计划。

一、应用案例

1.1 污染检测

高光谱成像技术在果蔬中的农药污染、动物制品中的粪便残留物污染、及种种食品中的微生物等污染检测中都体现出了精彩的辨识能力。

上左图为混有5%麦角菌粉末的面粉样本真彩色图，右图为高光谱图像处理后的分类结果，其中白色的部分为面粉，灰色为麦角菌¹。

上图为在4^oC低温生存差别时长的鸡肉切片上大肠杆菌和假单胞菌菌株的漫衍情况，假彩色可表征细菌浓度�？衫么耸萁峁凳本霾撸号灼蛘呤凳苯幽刹椒ソ械鹘獯�。

1.2 食品掺假

食品掺假也是令人头疼的食品质量问题之一，许多与原质料相似但有害身分的掺入，很难通过古板方法检测识别，而高光谱成像技术通过光谱差别即可快速准确的输出检测结果。

上图（a）为在优质猪肉糜中掺入差别浓度猪颈肉的样本假彩色图，（b）为基于高光谱成像技术的分类结果示意图²

1.3 品质检测

食品中要害营养身分的含量是决定其品质崎岖的重要指标，将某一类待测物质的化学计量学特征与高光谱数据建立关联模型，即可快速无损的输出该身分的浓度漫衍图。

上图为5个差别品花生的含油量的可视化高光谱分类图

1.4分类检测

食品产地溯源、混淆加工食品中的原料分类等也是高光谱成像技术的拿手好戏。

上图为鉴别差别品牌花卉茶中原料身分的实验。a)为校准用的标准样品，b)为高光谱图像的分类结果及差别身分的占比⁴。

食品宁静问题与每一个人的生活息息相关，高光谱成像技术已在世界规模内被广泛应用于多场景、快速无损的食品检测领域，并且能输出可视化的检测结果和统计数据，让食品检测事情越发的直观便当快捷。

二、高光谱产品特点

l灵活多样化选配计划：VNIR、NIR、SWIR、MWIR、LWIR可选

l高信噪比、高稳定性、高区分率、高帧频

l内置程序自动进行黑白参考校准，无需特别手动执行校准命令

l配备400-2500nm全波段卤素灯，无需更换光源

l俯视+侧视全方位视角

l可选配超高区分率RGB成像及颜色剖析

l全线产品适配SpectraScan光谱成像扫描系统

l预留集成计划，可扩展性强，空陆双基、野外及室内计划可选

三、高光谱成像仪选型

相机型号	IQ	FX10	PFD4K	sCMOS	FX17	SWIR
波段规模（nm）	400-1000				900-1700	1000-2500
光谱区分率（FWHM）	7nm	5.5nm	3.0nm	2.9nm	8nm	12nm
波段	204	224	768	946	224	288
空间区分率（像素）	512	1024	1775	2184	640	384
光圈值	F/1.7	F/1.7	F/2.4	F/2.4	F/1.7	F/2.0
信噪比	＞400:1	600:1			1000:1	1050:1
帧频	内置推扫	330	100	100	670	450
重量	1.3kg	1.26kg	2.7kg	＞2.0kg	1.56kg	＞14kg

附：参考文献

1. Vermeulen, P., Ebene, M. B., Orlando, B., Pierna, J. A. F. & Baeten, V. Online detection and quantification of particles of ergot bodies in cereal flour using near-infrared hyperspectral imaging. Food Addit. Contam. Part A 34, 1312–1319 (2017).

2. Jiang, H., Cheng, F. & Shi, M. Rapid Identification and Visualization of Jowl Meat Adulteration in Pork Using Hyperspectral Imaging. (2020). doi:10.3390/foods9020154

3. Jin, H., Ma, Y., Li, L. & Cheng, J. Rapid and Non-destructive Determination of Oil Content of Peanut ( Arachis hypogaea L . ) Using Hyperspectral Imaging Analysis. (2016). doi:10.1007/s12161-015-0384-3

4. Djokam, M., Sandasi, M., Chen, W., Viljoen, A. & Vermaak, I. applied sciences Hyperspectral Imaging as a Rapid Quality Control Method for Herbal Tea Blends. 1–16 (2017). doi:10.3390/app7030268

球速体育生态技术公司致力于生态-农业-健康研究生长与立异应用，为食品质量检测鉴定应用提供高光谱成像技术全面解决计划。EcoTech实验室拥有便携式高光谱成像仪、SpectraScan实验室台式高光谱成像系统及野外用高通量扫描式高光谱成像设备，结合RGB成像剖析、科研级红外热成像技术、多光谱荧光成像技术，可提供食品理化特性剖析、身分检测鉴定及食物污染检测等技术效劳和实验相助。

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一、应用案例

1.3 品质检测

1.4分类检测

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