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來源:賽斯拜克 發(fā)表時(shí)間:2023-09-07 瀏覽量:416 作者:awei
油炸薯片作為大眾喜愛的零食,其品質(zhì)和安全性的保障顯得尤為重要。其中,丙烯酰胺(CML)的產(chǎn)生是油炸食品中的重要問題,其與多種癌癥的發(fā)生密切相關(guān)。因此,對CML含量的準(zhǔn)確預(yù)測對于保障油炸食品的品質(zhì)和安全性具有重要意義。高光譜相機(jī)作為一種新型檢測技術(shù),具有快速、無損、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本文旨在探討高光譜相機(jī)在預(yù)測油炸薯片中CML含量中的應(yīng)用。
高光譜相機(jī)在預(yù)測油炸薯片中CML含量方面的應(yīng)用,主要基于其無損、快速、精確的檢測能力。以下是高光譜相機(jī)在預(yù)測油炸薯片中CML含量可能的步驟:
光譜數(shù)據(jù)采集:首先,使用高光譜相機(jī)捕獲油炸薯片的光譜數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)反映了薯片表面的反射特性,與薯片中的CML含量有一定的相關(guān)性。
數(shù)據(jù)預(yù)處理:對采集的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,如黑白校正、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換等,以消除噪聲和增強(qiáng)有用信息。
建模與預(yù)測:利用預(yù)處理后的光譜數(shù)據(jù),結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法,如主成分回歸、偏最小二乘回歸等,建立CML含量預(yù)測模型。通過訓(xùn)練和學(xué)習(xí),模型可以建立光譜特征與CML含量之間的關(guān)系。
模型驗(yàn)證與優(yōu)化:對建立的預(yù)測模型進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化,確保其準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性。這可以通過與實(shí)際CML含量的比較來完成。
實(shí)際應(yīng)用:經(jīng)過驗(yàn)證和優(yōu)化的模型可以用于實(shí)際生產(chǎn)中油炸薯片CML含量的快速預(yù)測。這有助于食品企業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量,確保消費(fèi)者健康。
需要注意的是,高光譜相機(jī)預(yù)測油炸薯片中CML含量的準(zhǔn)確性受到多種因素的影響,如樣本制備、光照條件、相機(jī)參數(shù)設(shè)置等。因此,在實(shí)際應(yīng)用中需要嚴(yán)格控制這些因素,并結(jié)合其他檢測方法,以確保預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
高光譜相機(jī)在預(yù)測油炸薯片中CML含量相關(guān)研究
本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī),可采用廣東賽斯拜克科技有限公司產(chǎn)品SP130M進(jìn)行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm,波長分辨率優(yōu)于2.5nm,可達(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區(qū)域波段選擇)。
油炸薯片中CML含量的預(yù)測
首先,使用高光譜相機(jī)獲取油炸薯片的高光譜圖像,然后對圖像進(jìn)行預(yù)處理,包括去噪、歸一化等操作。其次,提取與CML含量相關(guān)的特征波段。這一步驟可以通過一系列方法實(shí)現(xiàn),如主成分分析(PCA)、最小絕對收縮和選擇算子(Lasso)等。最后,基于提取的特征波段,利用回歸分析方法(如支持向量回歸、隨機(jī)森林回歸等)建立CML含量的預(yù)測模型。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
以不同CML含量的油炸薯片為檢測對象,利用高光譜成像儀采集波長為371.05 nm~1 023.82 nm的圖像,首先提取波長為200 ~ 1000的圖像平均值。光譜反射值,然后經(jīng)過黑白校正和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換光譜預(yù)處理,最后比較主成分回歸、偏最小二乘回歸和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三種建模方法。結(jié)果表明,基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的油炸薯片中CML含量預(yù)測模型最為準(zhǔn)確。經(jīng)過驗(yàn)證,該預(yù)測模型兼具準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性。這說明高光譜圖像技術(shù)結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠準(zhǔn)確預(yù)測油炸薯片中CML的含量,為食品中CML含量的快速無損檢測提供了重要依據(jù)。