可见∕近红外光谱结合遗传算法无损检测牛肉 pH 值.pdf

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1、第28卷2012笠第18期9月农业工程学报V01．28No．18TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep．2012263可见／近红外光谱结合遗传算法无损检测牛肉pH值马世榜1’2，汤修映1，徐杨1※，彭彦昆1，田潇瑜1，付姓1(1．中国农业大学工学院，北京100083：2．南阳理工学院，南阳473004)摘要：为了实现牛肉在整个货架期内(4℃环境)pH值的无损快速检测，该文采用可见／近红外光谱技术并结合遗传算法(GA，geneticalgorithm)，搭建了可见／近红外光谱检测系统，采集储藏在4"C下1～18d的1

2、20个牛肉样品4001700nnl范围的光谱，用不同预处理方法处理，并分别建立全波段光谱和经过遗传算法提取有效光谱的预测牛肉pH值的多元线性回归(MLR，multiplelinearregression)模型、偏最tb--乘回归(PLSR，partialleast-squaresregression)模型和最dx--乘支持向量机(LS．SVM，leastsquare．supportvectormachine)模型。结果表明，多元散射校正(MSC，multiplicativescattercorrection)结合Savitzky．Golay(SG)平滑为最佳预处理方法，遗传算法提取光谱后所建模

3、型的预测精度均高于全波段光谱所建模型，其中LS．SVM为最佳预测模型，其预测相关系数和标准差分别为0．935和0．111，相比全波段LS．SVM模型预测，精度得到了提高。研究表明可见／近红外光谱技术结合遗传算法所建LS．SVM预测模型能够实现4"C下牛肉整个货架期内pH值的无损快速检测。该研究为进一步开发实用的牛肉pH值无损快速检测设备提供依据。关键词：无损检测，遗传算法，pH，近红外光谱，可见光谱，牛肉doi．．10．3969巧．issn．1002—6819．2012．18．037中图分类号：S123：0433．5文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一18—0263—06马

4、世榜，汤修映，徐杨，等．可见／近红外光谱结合遗传算法无损检测牛肉pH值[J]．农业工程学报，2012，28(18)：263--268．MaShibang，TangXiuYing，XuYang，eta1．NondestructivedeterminationofpHvalueinbeefusingvisible／near-infraredspectroscopyandgenaicalgorithm[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(18)：263--

5、268．(inChinesewithEnglishabstract)0引言牛肉是一种低脂肪、高蛋白具有高营养价值的肉品，是人类消费的主要肉食品之一，深受消费者喜爱。屠宰后的牛肉胴体的正常生理代谢遭到破坏，牛肉在储藏、运输的过程中，糖原、蛋白质在酶和微生物的共同作用下，分别生成乳酸和氨及胺类碱性含氮物质，使其pH值变化不同。牛肉的pH值影响牛肉的嫩度[1】、持水性【2】、色泽[31、营养成分【4】，并能够反映肉品的新鲜度【5J。准确获得牛肉pH值，对评价牛肉品质、新鲜度，优化其肉制品生产加工工艺具有重要参考价值。目前测量肉品pH值的方法主要有比色法、电位法和pH计测量法等，测量效率低，人为影响因

6、素大，且常需要对检测样品进行破坏处理，不能实现快速、无损检测。收稿日期：2012．12．28修订日期：2012．08．02基金项目：公益性行业(农业)科研经费资助项目(201003008)作者简介：马世榜(1978一)，男，河南南阳人，博士生，主要从事农畜产品无损检测技术与装备研究。北京中国农业大学工学院，100083。Emaihmashiban92008@126．corn※通信作者：徐杨(1963一)，女，辽宁人，教授，博士生导师，主要从事农畜产品无损检测技术与装备研究。北京中国农业大学工学院，100083。Email：xuyang@cau．edu．cn光谱分析技术具有分析速度快、非破坏性、

7、测试重现性好、无需对样品进行预处理、易于实现在线分析和操作简单等诸多优点，已经广泛应用于农业、食品领域，在肉及肉制品品质检测领域也得到了广泛的研究睁8

8、。廖宜涛等驯用连续投影算法和近红外技术检测了当天宰杀后猪肉的pH值，验证集预测相关系数为0．892，均方根误差为0．085，Prieto等【loJ以53份成年牛和67份小牛犊胴体背最长肌肉样为研究对象，采集其1100～2500nln范围的近红外光谱