牛肉保存時間檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及食品存儲領(lǐng)域，尤其是一種牛肉保存時間的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 牛肉是廣大消費者比較喜愛的食品，牛肉食品的安全，關(guān)乎老百姓的生命安全和 社會穩(wěn)定。人們希望有一種能夠快速、簡便、準確檢測冷鮮牛肉保存時間的方法，W便及時 有序地對存儲的牛肉進行處理，確保牛肉食品的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于；提供一種牛肉保存時間檢測方法，能夠快速、簡便、準確的檢 測出牛肉的保存時間，W便及時有序地對存儲的牛肉進行處理，確保牛肉食品的安全。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：
[0005] 本發(fā)明一種牛肉保存時間檢測方法，包括用于檢測的可見/近紅外光譜儀、雙分 叉光纖、光纖探頭、面素?zé)艄庠醇皹悠窓z測托盤，所述可見/近紅外光譜儀與計算機連接、 并通過所述雙分叉光纖與光纖探頭連接，所述面素?zé)艄庠从晒庠纯刂破骺刂?、并通過雙分 叉光纖與光纖探頭連接，所述樣品檢測托盤為球面形，該樣品檢測托盤的正上方設(shè)有一圓 弧導(dǎo)軌，該圓弧導(dǎo)軌的圓屯、與樣品檢測托盤的球屯、重合，圓弧導(dǎo)軌上設(shè)有由傳動機構(gòu)一驅(qū) 動的滑塊，一懸臂的上端沿徑向固設(shè)于所述滑塊上，所述懸臂上沿徑向設(shè)有滑槽，光纖探頭 通過傳動機構(gòu)二的驅(qū)動可滑動的安裝于懸臂上的所述滑槽內(nèi)，樣品檢測托盤的底部固設(shè)在 內(nèi)轉(zhuǎn)軸的上端，圓弧導(dǎo)軌通過撐桿固設(shè)在外轉(zhuǎn)軸上，電機通過傳動機構(gòu)=分別與內(nèi)、外轉(zhuǎn)軸 傳動連接，
[0006] 檢測步驟為一-
[0007] 步驟一：制備檢測牛肉樣品
[000引選取待檢測牛肉樣品，切成5-10毫米薄片，放入樣品檢測托盤；
[0009] 步驟二：采用可見/近紅外光譜儀檢測牛肉樣品
[0010] 光纖探頭分別W與豎直方向成0度、15度、30度的角度指向樣品檢測托盤的球屯、， 在每種角度下，均采用下列方法采集數(shù)據(jù)：
[0011] 樣品檢測托盤每旋轉(zhuǎn)5度，暫停50秒，在暫停的50秒中，前25秒由光源控制器控 制面素?zé)艄庠从扇鯘u強、且由傳動機構(gòu)二控制光纖探頭沿徑向槽由遠及近靠近樣品檢測托 盤，后25秒由光源控制器控制面素?zé)艄庠从蓮姖u弱、且由傳動機構(gòu)二控制光纖探頭沿徑向 槽由近及遠遠離樣品檢測托盤，光纖探頭每隔5秒采集一個數(shù)據(jù)，利用牛肉樣品的弛豫譜 特性、不同光強不同時間基團被激發(fā)的效果及吸收不同，豐富檢測數(shù)據(jù)，W消除牛肉樣品因 檢測方向不同、紋理不同、肌肉組織不同所造成的測量差異；
[0012] 步驟將可見/近紅外光譜儀的上述檢測結(jié)果輸入計算機的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系 統(tǒng)，計算得到兩個主成分輸出信號PC1和PC2 ;
[0013] 步驟四：進行主成分分析
[0014] 如果前兩個主成分PCI和PC2的貢獻率之和大于等于90%，單穩(wěn)態(tài)隨機共振輸 出信號可W實現(xiàn)牛肉保存時間的檢測；如果前兩個主成分PC1和PC2的貢獻率之和小于 90%，則重新進行檢測；
[0015] 步驟五：建立不同保存時間的牛肉的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特征峰值 數(shù)據(jù)表
[0016] 按照步驟一的方法分別取保存1至8天的牛肉樣品，重復(fù)步驟二至四，在PC1和 PC2主成分貢獻率大于等于90%的前提下，提取各個牛肉樣品的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出 信號強度特征峰值P，建立不同保存時間的牛肉的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特征 峰值數(shù)據(jù)表；
[0017] 步驟六；按照步驟一的方法取待測牛肉樣品，重復(fù)步驟二至四，在PC1和PC2主成 分貢獻率大于等于90%的前提下，提取單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特征峰值P，將P 值與所述牛肉的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特征峰值數(shù)據(jù)表中的各個特征峰值進 行比對，如果對于某天的信號強度特征值Px，有^ 5%，則被測的牛肉樣品保存時間 Px 與信號強度特征值Px對應(yīng)的時間相同。
[0018] 在樣品檢測托盤和圓弧導(dǎo)軌外設(shè)有不透光樣品池罩，用于減小外部光線對測量的 干擾。
[0019] 所述的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)采用非線性朗之萬方程描述的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系 統(tǒng)：
[0020] ^ = +靴）切 W (1) dt dx
[0021] 其中，^是系統(tǒng)輸出x(t)的一階導(dǎo)數(shù)；S(t)是輸入信號，將可見/近紅外光譜 at 儀檢測信號作為S(t)輸入到單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中去；n(t)是零均值的指數(shù)型高斯白噪聲，其自相 關(guān)函數(shù)為= 為單穩(wěn)態(tài)勢函數(shù)U(x)的一階導(dǎo)數(shù)；而 h k cix
[002引 W-V)二-化\- + --y'4 (2) 4
[0023] 式中，a為系統(tǒng)參數(shù)，代表系統(tǒng)的偏置，影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)點的位置，b為系統(tǒng)參數(shù)，取 大于零的實數(shù)，
[0024] 式（1)描述了一個布朗粒子在單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中的阻巧運動，在無輸入噪聲和信號的 情況下，系統(tǒng)只有X = f-個穩(wěn)態(tài)點，沒有勢壘； V，
[0025] 系統(tǒng)準穩(wěn)態(tài)分布函數(shù)可W表示為：
[0026]
【主權(quán)項】
1. 一種牛肉保存時間檢測方法，包括用于檢測的可見/近紅外光譜儀（12)、雙分叉光 纖（13)、光纖探頭（6)、鹵素?zé)艄庠矗?4)及樣品檢測托盤（4)，所述可見/近紅外光譜儀 (12)與計算機（11)連接、并通過所述雙分叉光纖（13)與光纖探頭（6)連接，所述鹵素?zé)艄?源（14)由光源控制器（15)控制、并通過雙分叉光纖（13)與光纖探頭（6)連接，其特征在 于：所述樣品檢測托盤（4)為球面形，該樣品檢測托盤（4)的正上方設(shè)有一圓弧導(dǎo)軌（9)， 該圓弧導(dǎo)軌（9)的圓心與樣品檢測托盤（4)的球心重合，圓弧導(dǎo)軌（9)上設(shè)有由傳動機構(gòu) 一驅(qū)動的滑塊（10)，一懸臂（7)的上端沿徑向固設(shè)于所述滑塊（10)上，所述懸臂（7)上沿 徑向設(shè)有滑槽（8)，光纖探頭（6)通過傳動機構(gòu)二的驅(qū)動可滑動的安裝于懸臂（7)上的所述 滑槽（8)內(nèi)，樣品檢測托盤（4)的底部固設(shè)在內(nèi)轉(zhuǎn)軸（31)的上端，圓弧導(dǎo)軌（9)通過撐桿 固設(shè)在外轉(zhuǎn)軸（32)上，電機（1)通過傳動機構(gòu)三（2)分別與內(nèi)、外轉(zhuǎn)軸（31、32)傳動連接， 檢測步驟為一一 步驟一：制備檢測牛肉樣品 選取待檢測牛肉樣品，切成5-10毫米薄片，放入樣品檢測托盤（4); 步驟二：采用可見/近紅外光譜儀檢測牛肉樣品 光纖探頭（6)分別以與豎直方向成0度、15度、30度的角度指向樣品檢測托盤⑷的 球心，在每種角度下，均采用下列方法采集數(shù)據(jù)： 樣品檢測托盤（4)每旋轉(zhuǎn)5度，暫停50秒，在暫停的50秒中，前25秒由光源控制器（7) 控制鹵素?zé)艄庠矗?)由弱漸強、且由傳動機構(gòu)二控制光纖探頭（6)沿徑向槽（8)由遠及近 靠近樣品檢測托盤（4)，后25秒由光源控制器（7)控制鹵素?zé)艄庠矗?)由強漸弱、且由傳動 機構(gòu)二控制光纖探頭（6)沿徑向槽（8)由近及遠遠離樣品檢測托盤（4)，光纖探頭（6)每隔 5秒采集一個數(shù)據(jù)，利用牛肉樣品的弛豫譜特性、不同光強不同時間基團被激發(fā)的效果及吸 收不同，豐富檢測數(shù)據(jù)，以消除牛肉樣品因檢測方向不同、紋理不同、肌肉組織不同所造成 的測量差異； 步驟三：將可見/近紅外光譜儀（12)的上述檢測結(jié)果輸入計算機（11)的單穩(wěn)態(tài)隨機 共振系統(tǒng)，計算得到兩個主成分輸出信號PC1和PC2 ; 步驟四：進行主成分分析 如果前兩個主成分PC1和PC2的貢獻率之和大于等于90%，單穩(wěn)態(tài)隨機共振輸出信號 可以實現(xiàn)牛肉保存時間的檢測；如果前兩個主成分PC1和PC2的貢獻率之和小于90%，則 重新進行檢測； 步驟五：建立不同保存時間的牛肉的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特征峰值數(shù)據(jù) 表 按照步驟一的方法分別取保存1至8天的牛肉樣品，重復(fù)步驟二至四，在PC1和PC2主 成分貢獻率大于等于90%的前提下，提取各個牛肉樣品的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強 度特征峰值P，建立不同保存時間的牛肉的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特征峰值數(shù) 據(jù)表； 步驟六：按照步驟一的方法取待測牛肉樣品，重復(fù)步驟二至四，在PC1和 PC2主成分貢獻率大于等于90%的前提下，提取單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特 征峰值P，將P值與所述牛肉的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特征峰值數(shù)據(jù)表中的各 個特征峰值進行比對，如果對于某天的信號強度特征值Px，有
則被測的牛肉 樣品保存時間與信號強度特征值Px對應(yīng)的時間相同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛肉保存時間檢測方法，其特征在于：在樣品檢測托盤（4) 和圓弧導(dǎo)軌（9)外設(shè)有不透光樣品池罩，用于減小外部光線對測量的干擾。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牛肉保存時間檢測方法，其特征在于：所述的單穩(wěn)態(tài)隨機共 振系統(tǒng)采用非線性朗之萬方程描述的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)：
其中，
是系統(tǒng)輸出x(t)的一階導(dǎo)數(shù)；S(t)是輸入信號，將可見/近紅外光譜儀 (12)檢測信號作為S(t)輸入到單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中去；n(t)是零均值的指數(shù)型高斯白噪聲，其自 相關(guān)函數(shù)為
為單穩(wěn)態(tài)勢函數(shù)U(x)的一階導(dǎo)數(shù)；而
式中，a為系統(tǒng)參數(shù)，代表系統(tǒng)的偏置，影響系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)點的位置，b為系統(tǒng)參數(shù)，取大于 零的實數(shù)， 式（1)描述了一個布朗粒子在單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中的阻尼運動，在無輸入噪聲和信號的情況 下，系統(tǒng)只有
一個穩(wěn)態(tài)點，沒有勢皇； 系統(tǒng)準穩(wěn)態(tài)分布函數(shù)可以表示為：
其中，Nst為歸一化常數(shù)，U(x)為單穩(wěn)態(tài)勢函數(shù)，B(x) =Dx2+2ADx+D。 我們定義單穩(wěn)態(tài)隨機共振輸出信號強度近似計算表達式為：
其中A為輸入信號幅度，D為色噪聲強度； 我們將光譜信號耦合r(t) 一個周期信號sin(?t)作為總的輸入信號，即S(t) =1sin(?t)+mr(t) (5) 并且取1和m的最小公倍數(shù)作為信號輸入幅度A; 因此式（4)表達的單穩(wěn)態(tài)隨機共振輸出信號強度可以近似推導(dǎo)為：
其中I〇)是輸入功率譜，〇(?)為輸出功率譜。其中〇(?)和I〇)近似為：
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種牛肉保存時間檢測方法，包括可見/近紅外光譜儀、光纖探頭、樣品檢測托盤、圓弧導(dǎo)軌和懸臂，檢測步驟一：制備檢測牛肉樣品；步驟二：采用可見/近紅外光譜儀檢測牛肉樣品；步驟三：計算得到兩個主成分輸出信號PC1和PC2；步驟四：進行主成分分析；步驟五：建立不同保存時間的牛肉的單穩(wěn)態(tài)隨機共振系統(tǒng)輸出信號強度特征峰值數(shù)據(jù)表；步驟六：按照步驟一的方法取待測牛肉樣品，重復(fù)步驟二至四，在PC1和PC2主成分貢獻率大于等于90％的前提下，若則被測的牛肉樣品保存時間與信號強度特征值Px對應(yīng)的時間相同。本發(fā)明能夠快速、簡便、準確的檢測出豬肉的保存時間，確保牛肉食品的安全。
【IPC分類】G01N21-25
【公開號】CN104568776
【申請?zhí)枴緾N201510002903
【發(fā)明人】惠國華
【申請人】浙江工商大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月1日