高效无损的牛肉鉴别：近红外高光谱成像仪的应用前景

牛肉的口感鲜美，营养丰富，备受国内外市场的喜爱。优质的牛肉肉质鲜嫩，风味浓郁，色泽红润，肌肉纹理清晰，蛋白质含量高，因此价格较为昂贵。目前，一些不法商贩利用低质量的牛肉冒充优质牛肉，欺骗消费者，损害他们的权益。因此，对于不同质量的牛肉进行识别和鉴定显得非常重要。本文介绍了SC250近红外高光谱成像仪在牛肉品质鉴别上的应用。

鉴别牛肉品种的重要性：

牛肉口感鲜嫩美味，富含丰富营养，深受国内外市场欢迎。近年来，随着人们生活水平的提高和膳食结构的科学化，消费者对牛肉的品质和营养要求越来越高。高品质牛肉具有鲜香细嫩的口感，色泽红润，肌肉纹理清晰，且蛋白质含量较高，所以售价较高。然而，目前仍有一些不法商贩将低质量的牛肉假冒成高品质牛肉，以次充好，从而损害了消费者的利益。因此，对于不同品质的牛肉进行定性鉴别成为当前牛肉产业需要解决的问题。虽然不同品种的牛肉在品质和口感上存在着较大的差异，但肉品的外观和颜色却非常相似，肉眼很难加以区分。

肉类鉴别的传统方法包括酶联免疫吸附、蛋白质谱技术和PCR等，这些方法成本高、操作繁琐、耗时耗力。因此，迫切需要一种高效快速、无损环保、操作简单的检测方法来鉴别牛肉的种类和品质。高光谱成像技术是一种新型无损检测技术，具有多波段、高分辨率和谱图合一等优点，在肉品分析领域被广泛应用。

牛肉

牛肉品种鉴别是一个重要的课题，在食品安全和产地追溯方面具有重要意义。近年来，SC250近红外高光谱成像仪在牛肉品种鉴别中得到了广泛应用。该仪器采用了高光谱成像技术，能够对牛肉样品进行全面、快速、准确的鉴别。通过对样品进行扫描分析，可以获取到丰富的光谱信息。这些光谱信息包含了牛肉的化学成分、营养成分、组织结构等多个方面的信息。通过对光谱信息的分析，可以判断出牛肉的品种、新鲜度、质量等重要指标，为食品安全的监管和消费者的选择提供了科学依据。SC250近红外高光谱成像仪具有简便易用、高效准确的特点，能够大幅提高牛肉品种鉴别的效率和可靠性，为食品行业的发展做出了重要贡献。

SC250高光谱近红外成像仪是一款全新设计的成像设备，内置推扫结构可以快速地采集光谱影像。其在900-1700nm波段内，具有超高的灵敏度和稳定性。同时，通过应用辅助相机，可以实现对扫描区域的监控。主机内置电源模块，方便快速架设和数据采集作业。全密封式设计可在实际使用中保持光学元件的清洁，不受灰尘等影响，确保仪器长久使用。

SC250是一种近红外高光谱成像仪

SC250近红外高光谱成像仪配备了标准的信号采集软件，可用于进行高光谱影像和光谱数据的采集和简单处理。该软件能够实时获取样品的光谱和影像信息，并将扫描结果以图像、表格等多种格式进行存储。这些数据可被各种第三方专业的数据分析软件调用，极大地扩展了仪器的使用范围。SC250近红外高光谱成像仪广泛应用于工业分选、精准农业、色差检测、食品检测、医学制药、文物保护、刑侦检测和环境监测等领域。

使用SC250近红外高光谱成像仪鉴别牛肉品种的步骤如下：

1.进行牛肉样本采集

各种牛品种在屠宰后冷藏在0℃下进行排酸处理，持续48小时。然后取出牛肉样品进行切割，每个品种分别取4个部位的肉（包括肩颈肉、眼肉、瓜条肉、里脊肉），除去多余的油脂和筋膜后，将其放入保温箱并送至实验室，存放在4℃的冷柜中备用。在进行光谱扫描之前，将肉样品整形切块（尺寸约为40mm×30mm×10mm），放置在室温下两小时，待肉样中心温度达到室温水平后，用滤纸将样品表面的水分吸干，然后进行光谱扫描。

2.高光谱图像获取

为了确保光谱信息的准确收集，我们需要在图像采集过程中考虑肉样本的纹理形状和色彩对光源的反射情况。为此，我们应该合理设置曝光时间和位移平台的移动速度。

为了减少光源强度不均和相机中的暗电流带来的噪声影响，需要在采集高光谱图像之前进行黑白校正。具体操作方法如下：首先打开高光谱系统，调整焦距和曝光时间，然后获取标准全反射白板的白图像，接下来盖住镜头，获取全黑图像。

在进行图像采集之前，需要先打开高光谱仪器并进行30分钟的预热。在实验过程中，每组取出5块肉样，按顺序放置在电控位移平台上进行光谱扫描。在进行图像数据处理之前，使用数据采集软件选择整块肉表面作为感兴趣区域。

计算该区域的平均反射光谱，用作样本的反射光谱。

3.光谱数据预处理：

在收集光谱数据时，由于试验样本、测量环境和仪器噪音等因素的干扰，所得到的光谱数据中可能包含一些无用的信息，进而影响建模的效果。因此，需要对原始光谱数据进行预处理。常用的光谱数据预处理方法包括：区域归一化、基线校准、标准正态变量变换和MSC方法等。

样本划分

所建模型的预测性能会受到不同的样本划分方法的影响。目前常用的样本划分方法有：随机法、选样本、光谱-理化值共生距离法和顺序划分法。

5.提取特征波长

针对牛肉样本全波段光谱数据量大、信息混杂的问题，采用适当的特征波长提取方法，可以有效地降低光谱数据的维度，减少计算量，提高模型的稳健性和预测准确性。

建立模型

可以利用光谱数据，采用适当的方法来建立牛肉品种识别的预测模型，然后根据预测模型建立相应的肉品种分类方法。

近红外高光谱成像仪SC250技术参数