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高光谱相机在预测油炸薯片中CML含量方面的应用

来源:赛斯拜克 发表时间:2023-09-07 浏览量:257 作者:awei

油炸薯片作为大众喜爱的零食,其品质和安全性的保障显得尤为重要。其中,丙烯酰胺(CML)的产生是油炸食品中的重要问题,其与多种癌症的发生密切相关。因此,对CML含量的准确预测对于保障油炸食品的品质和安全性具有重要意义。高光谱相机作为一种新型检测技术,具有快速、无损、准确等优点,已被广泛应用于各个领域。本文旨在探讨高光谱相机在预测油炸薯片中CML含量中的应用。

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高光谱相机在预测油炸薯片中CML含量方面的应用,主要基于其无损、快速、精确的检测能力。以下是高光谱相机在预测油炸薯片中CML含量可能的步骤:

  1. 光谱数据采集:首先,使用高光谱相机捕获油炸薯片的光谱数据。这些数据反映了薯片表面的反射特性,与薯片中的CML含量有一定的相关性。

  2. 数据预处理:对采集的光谱数据进行预处理,如黑白校正、标准正态变量变换等,以消除噪声和增强有用信息。

  3. 建模与预测:利用预处理后的光谱数据,结合化学计量学方法,如主成分回归、偏最小二乘回归等,建立CML含量预测模型。通过训练和学习,模型可以建立光谱特征与CML含量之间的关系。

  4. 模型验证与优化:对建立的预测模型进行验证和优化,确保其准确性和稳健性。这可以通过与实际CML含量的比较来完成。

  5. 实际应用:经过验证和优化的模型可以用于实际生产中油炸薯片CML含量的快速预测。这有助于食品企业实时监控产品质量,确保消费者健康。

需要注意的是,高光谱相机预测油炸薯片中CML含量的准确性受到多种因素的影响,如样本制备、光照条件、相机参数设置等。因此,在实际应用中需要严格控制这些因素,并结合其他检测方法,以确保预测结果的准确性和可靠性。


高光谱相机在预测油炸薯片中CML含量相关研究

本研究应用了400-1000nm的高光谱相机,可采用广东赛斯拜克科技有限公司产品SP130M进行相关研究。光谱范围在400-1000nm,波长分辨率优于2.5nm,可达1200个光谱通道。采集速度全谱段可达128FPS,波段选择后最高3300Hz(支持多区域波段选择)。


高光谱相机SineSpec®系列


油炸薯片中CML含量的预测


首先,使用高光谱相机获取油炸薯片的高光谱图像,然后对图像进行预处理,包括去噪、归一化等操作。其次,提取与CML含量相关的特征波段。这一步骤可以通过一系列方法实现,如主成分分析(PCA)、最小绝对收缩和选择算子(Lasso)等。最后,基于提取的特征波段,利用回归分析方法(如支持向量回归、随机森林回归等)建立CML含量的预测模型。

实验结果

以不同CML含量的油炸薯片为检测对象,利用高光谱成像仪采集波长为371.05 nm~1 023.82 nm的图像,首先提取波长为200 ~ 1000的图像平均值。光谱反射值,然后经过黑白校正和标准正态变量变换光谱预处理,最后比较主成分回归、偏最小二乘回归和BP神经网络三种建模方法。结果表明,基于BP神经网络的油炸薯片中CML含量预测模型最为准确。经过验证,该预测模型兼具准确性和稳健性。这说明高光谱图像技术结合BP神经网络能够准确预测油炸薯片中CML的含量,为食品中CML含量的快速无损检测提供了重要依据。

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