食品无损检测新技术

1、第七章食品无损检测新技术 食品无损检测新技术第1页一、食品、农产品快速无损检测概述1、什么是无损检测？在不破坏被检测对象情况下，应用一定检测技术和分析方法对其内在品质和外在品质加以测定，并按一定标准对其做出评价过程。 食品无损检测新技术第2页一、食品、农产品快速无损检测概述2. 无损检测意义(1)实现农产品、食品加工增值，提升农民收入食品无损检测新技术第3页（2）使农产品加工业从劳动密集型走向技术密集型，对构建当代农业起着主要作用食品无损检测新技术第4页（3）无损检测技术研究含有主要理论价值包括农业物性学、信息技术、人工智能、计算机技术、传感技术、光谱技术等多个学科知识，理论和技术领域极宽，属

2、多学科交叉领域无现成理论 和通用设计方法食品无损检测新技术第5页3、无损检测相比于传统方法优点:除得到样品外部品质信息外，也能取得很多内部品质信息，同时确保了样品完整性；检测结果客观、准确、重现性好；检测速度又较传统化学方法快速、绿色。食品无损检测新技术第6页二、食品、农产品快速无损检测新技术（一）计算机视觉技术（二）人工嗅觉、人工味觉（三）食品力学、声学和电学检测新技术食品无损检测新技术第7页（一）计算机视觉技术计算机视觉技术是经过一个高清楚度摄像头获取物体图像，将图像转换成数字图像，再利用计算机模拟人判别准则去了解和识别图像，经过图像分析作出对应结论实用技术。计算机视觉技术过程：图像获取、

3、图像处理、图像分析、图像了解等过程。食品无损检测新技术第8页1、计算机视觉技术应用概况在尺寸和形状检测中应用：鸡蛋、苹果分级在颜色检测中应用：大豆质量检测、焙烤食品质量控制在产品表面缺点和损伤检测中应用：鸡蛋裂纹检测、大米爆腰率在食品成份检测中应用：比萨饼底部数字化图像颜色特征来判断赖氨酸含量在食品口感质量评价中应用：牛肉嫩度在线质量控制：食品无损检测新技术第9页2、计算机视觉技术在食品检测中应用（1）食品膨化质量自动检测 原理：膨化食品颜色和体积是其质量主要指标。对于比较均一不规则形状膨化食品而言，其体积可较方便地用俯投面积反应，所以，可在线捕捉膨化食品图像，分析其颜色和俯投面积，从而到达对

4、其质量检测目标。 食品无损检测新技术第10页疑问：颜色较深口感很好，颜色和体积相关（颜色越浅，投影面积越大，则体积越大），体积和质量关系？ 查阅文件：孙永海，赵学笃，谭景璐膨化食品表面质量自动检测农业机械学报，（）： 食品无损检测新技术第11页（2）基于计算机视觉冷却牛肉嫩度分析方法 嫩度分析评价方法：感官评定、剪切力、对大理石纹分析计算机视觉技术 食品无损检测新技术第12页原理：牛肉大理石纹主要指分布于肌肉组织中脂肪组织。基于计算机视觉冷却牛肉嫩度分析方法是经过摄像装置获取样品图像，经预处理后模拟专业评价员对牛肉大理石纹评定过程，用能够表征这种脂肪组织含量及分布均匀性变量作为对应特征量进行分

5、析取得其嫩度信息。原理图示为：食品无损检测新技术第13页食品无损检测新技术第14页参考文件：屠康，王富昶.计算机视觉在牛肉大理石花纹分级中应用研究J.粮油加工与食品机械，（10）：43-45计算机图像分析与人工评定结果比较大理石花纹白色区域所占百分比量化食品无损检测新技术第15页（3）基于计算机视觉冷却牛肉新鲜度分析方法 新鲜度分析方法：感官检验、pH值、TVB-N、细菌总数、对颜色分析计算机视觉技术 原理：肌肉在存放过程中会发生颜色改变，采集肌肉组织图像，分析其颜色特征来判断其新鲜度。 食品无损检测新技术第16页（二）人工嗅觉、人工味觉模拟生物嗅觉和味觉形成过程，在检测样品时得到样品整体信息

6、（“指纹”数据），并能够将这些信息与经过学习建立数据库加以比对，进行识别判断新型检测技术。食品无损检测新技术第17页1.人工嗅觉人工嗅觉系统（电子鼻）：由多个性能彼此重合气体传感器和适当模式分类方法组成含有识别单一和复杂气味能力装置。模式分类方法：统计模式识别 人工神经网络模式识别 气体传感器阵列食品无损检测新技术第18页原理：食品无损检测新技术第19页商品化电子鼻AromaScan 英国食品无损检测新技术第20页MOSES II: MOdular SEnsor System, IInd食品无损检测新技术第21页FOX - Model 3000 Intelligent Electronic N

7、ose食品无损检测新技术第22页 美国加州电子传感器学院食品无损检测新技术第23页Electronic nose to test freshness of fruits英国华威大学(University of Warwick)食品无损检测新技术第24页德国AIRSENSE Analytics电子鼻PEN3 食品无损检测新技术第25页国内电子鼻设备正处于研发阶段江苏大学浙江大学华东理工大学其中，华东理工大学研究是一个糖尿病无损呼吸气味诊疗电子鼻，主要完成被测者呼出气体中丙酮、丙酮酸、氧气、二氧化碳及温度、湿度测定。其主要用途是医院临床诊疗和监护及糖尿病人家庭监护。食品无损检测新技术第26页 应用

8、：糖蜜种类和芳香特征分析 肉品新鲜度分析 水果新鲜度芳香种类分析 酸奶和酸奶辅料判定分析 牛奶新鲜度分析 果汁等不含酒精饮料区分判定 酒精饮料香气区分分析 谷物生长分析 咖啡及相关产品香气分析 烟草质量及香气分析 其它食品香气分析食品无损检测新技术第27页CNKI检索”电子鼻“：食品无损检测新技术第28页2.人工味觉人工味觉系统（电子舌）：生物味觉靠味觉细胞生物膜人工脂膜传感器技术 食品无损检测新技术第29页原理：食品无损检测新技术第30页应用：同一香型不一样品牌白酒区分基本香型白酒区分食品无损检测新技术第31页同一品牌不一样年份白酒区分 不一样啤酒区分食品无损检测新技术第32页 不一样品牌同

9、种茶饮料 食品无损检测新技术第33页食品无损检测新技术第34页食品无损检测新技术第35页（三）食品力学、声学和电学检测新技术1.西瓜成熟度无损检测（1）利用冲击振动检测西瓜成熟度将西瓜看作多层球状弹性体，当其受到瞬态冲击时，球体将产生振动响应，可测得其固有频率，利用固有频率和西瓜质量能够估算西瓜成熟度（成熟度指数）。依据果蔬成熟变软及受到振动激励时弹性模量变小规律，利用固有频率和质量预计果蔬成熟度一个指标，其数值为f2m2/3,值越大，越不熟。食品无损检测新技术第36页（2）利用声学特征检测西瓜成熟度西瓜内部品质与其声学特征有很好相关性，未成熟西瓜打击音波含有多种频率成分，且峰值频率较高，收获

10、适期仅一种频率，且降低，过熟瓜频率深入减小，但又出现一些杂峰。能够把西瓜分为3个成熟等级：生、适熟、成熟。其峰值频率区间为:大于164 280Hz为“生”瓜，132 164Hz为“适熟”瓜，小于107 130 Hz为“成熟”瓜。 食品无损检测新技术第37页2.禽蛋无损检测食品无损检测新技术第38页2.禽蛋无损检测应用了计算机视觉技术、声学特征、光学特征、电学特征、力学特征等检测禽蛋品质裂纹检测计算机视觉技术光源均匀性计算机识别裂纹方法改进以提升准确度，降低误判率贺 静，王树才.基于DSP 实时图像分割算法鸡蛋蛋壳破损检测J.湖南科技学院学报,31(04):55-58,82裂纹小，不易识别；蛋壳

11、上大斑点易被误判为裂纹蛋。食品无损检测新技术第39页2.禽蛋无损检测裂纹检测声学特征裂纹蛋完好蛋食品无损检测新技术第40页新鲜度检测计算机视觉技术先依据蛋图像颜色特征判别出是否为次蛋，然后依据蛋重和图像像素面积比值判断普通蛋新鲜度。王巧华，华细金等.基于机器视觉鸡蛋品质无损检测研究J.中国家禽，29（18）：21-23食品无损检测新技术第41页新鲜度检测光学特征和力学特征魏小彪，王树才.鸡蛋新鲜度综合无损检测模型及试验J.农业工程学报，25(03):242-247用机器视觉装置获取鸡蛋颜色亮度、蛋形指数，用声音采集装置获取声音功率谱面积、共振峰频率、X 轴方向质心，经过试验测得对应鸡蛋新鲜度（哈夫单位）。