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一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度快速無損檢測的方法
【專利摘要】一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度快速無損檢測的方法，涉及一種豬肉新鮮度檢測方法，尤其是一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度的快速無損檢測方法。該方法通過豬肉氣味采集和數(shù)學(xué)模型判別其新鮮度。這種分析方法利用事先建立好的知識庫進行比對，能夠更加快速的得出豬肉新鮮程度，輔助或代替專業(yè)檢測人員，排除人為主觀因素，更加準確的對豬肉新鮮度進行評判。
【專利說明】一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度快速無損檢測的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種豬肉新鮮度檢測方法，尤其是一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度的快速無損檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個豬肉生產(chǎn)大國，隨著人們生活水平的不斷提高，豬肉的消費量在逐年增加。同時消費者對于豬肉的關(guān)注已經(jīng)不再停留在數(shù)量上，而更關(guān)注其質(zhì)量。但是，目前我國豬肉市場尚不規(guī)范，各種質(zhì)量安全問題時有發(fā)生，對消費者的健康造成了不利影響。為了確保消費者的飲食安全，對豬肉新鮮度進行科學(xué)衛(wèi)生的檢測已經(jīng)越來越受到國家及廣大民眾的重視。
[0003]從肉類的化學(xué)分析角度來看，其風(fēng)味化合物表現(xiàn)出香氣方面的揮發(fā)性化合物有脂類氧化產(chǎn)物、羰基化合物、含氮產(chǎn)物、胺、氨、硫醇類、含硫產(chǎn)物、硫化有機物、硫化物等。當肉由于各種微生物的污染和作用而引起了腐敗現(xiàn)象或者由于自身酶的分解作用引起酸臭性發(fā)酵，放出硫化氫和其他揮發(fā)性物質(zhì)。
[0004]揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的含量就是國家食品法規(guī)規(guī)定的檢測肉類新鮮度的重要指標之一，它是動物性食品因酶和細菌的作用，在腐敗過程中，使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生氮以及胺類等堿性含氮物質(zhì)。TVB-N與肉類新鮮度有密切的關(guān)系，有國家標準可依。肉類的感官指標與肉類新鮮度有密切關(guān)系。感官指標，確切的說是氣味，主要是由氨氣(NH3)、硫化氫(H2S), VOC (有機揮發(fā)物)等氣味的釋放程度決定的，可以知道氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)以及VOC (有機揮發(fā)物)的釋放程度就和TVB-N之間存在著一定映射關(guān)系，只要求出這個映射關(guān)系，那么就可以從一組氨氣(NH3)、硫化氫(H2S), VOC (有機揮發(fā)物)的值求出TVB-N值，這樣就得出了肉類的新鮮度。
[0005]目前，根據(jù)國家所規(guī)定的感官標準對豬肉進行新鮮度評判的方法大多為傳統(tǒng)的TVB-N值測定法，而傳統(tǒng)的TVB-N值測定法需要耗時數(shù)十分鐘才能完成測定，耗費時間長，效率低，并且由于時間延長，人工操作誤差等因素，所檢測出的豬肉新鮮程度的精確度也會隨之降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是改善傳統(tǒng)的TVB-N值測定法，提出一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度快速無損檢測方法，該方法能夠縮短檢測時間，并排除人為主觀因素，客觀判斷豬肉的新鮮度。
[0007]本發(fā)明的一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度快速無損檢測方法，包括了豬肉氣味采集和數(shù)學(xué)模型判別兩個步驟，其特征在于具體的檢測包括以下步驟:
(I)取樣
豬肉樣品取A，B, C三份，在同一時間點，同一氣候環(huán)境下對三個樣品進行檢測并采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息；
(2)建立知識數(shù)據(jù)庫
知識數(shù)據(jù)庫由分析數(shù)據(jù)庫和專家品評數(shù)據(jù)庫綜合形成，該兩個數(shù)據(jù)庫需要在同一時間點，同一氣候環(huán)境下，對豬肉樣品分別進行檢測，其中，
化學(xué)成分分析報告形成分析數(shù)據(jù)庫，以GB/T5009.44-2003半微量定氮法測定豬肉樣品A中揮發(fā)性鹽基氮的含量；
由專業(yè)人員品評報告形成專家品評數(shù)據(jù)庫，由專業(yè)人員通過感官，包括嗅覺、觸覺和視覺品評豬肉樣品B，確定新鮮、次新鮮和腐敗級別報告形成專家品評數(shù)據(jù)庫；
(3)采集數(shù)據(jù)
對被測豬肉樣品C氣味進行數(shù)據(jù)采集，豬肉氣味采集通過氣敏陣列傳感器采集，該部分采集裝置包括氣敏傳感器陣列部分、信號調(diào)理部分和數(shù)據(jù)采集部分；使用氣敏傳感器對氣體氣味濃度進行數(shù)據(jù)采集，氣敏傳感器為電化學(xué)傳感器，通過與被測氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作；
所述的氣敏傳感器具體工作方式為:豬肉氣味濃度采集通過氣敏陣列傳感器采集，氣敏傳感器將氣味濃度轉(zhuǎn)換為電流輸出，輸出電流通過信號調(diào)理過濾干擾脈沖信號后，傳入事先設(shè)定好采集頻率(IOHz)的A/D數(shù)據(jù)采集模塊，計算機通過A/D數(shù)據(jù)采集模塊記錄氣敏傳感器組氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)和VOC傳感器10分鐘內(nèi)的電流值采樣，并存放于數(shù)據(jù)庫，此時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)字化的電流值數(shù)據(jù)就是樣品C的氣味濃度數(shù)據(jù)的特征值；
(4)建立數(shù)據(jù)模型
將采集的硫化氫氣、氨氣以及VOC(有機揮發(fā)物)的特征值與知識庫進行比對，利用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對特征值數(shù)據(jù)和知識庫數(shù)據(jù)進行方差分析、相關(guān)和回歸分析，建立擬合回歸方程的數(shù)據(jù)模型；
(5)檢測
對需要檢測的豬肉樣品的硫化氫氣、氨氣以及VOC (有機揮發(fā)物)的值進行數(shù)據(jù)采集，利用已建立的數(shù)據(jù)模型，計算出揮發(fā)性鹽基氮的含量，從而檢測出豬肉樣品的新鮮度。
[0008]根據(jù)擬合得到的回歸方程分析可知，在豬肉的新鮮、次新鮮和腐敗各等級中，揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)的值與硫化氫氣、氨氣以及VOC (有機揮發(fā)物)的特征值，均具有近似直線回歸關(guān)系，因此，可以根據(jù)通過測定豬肉的相關(guān)氣體揮發(fā)濃度的電流值，利用近似直線回歸關(guān)系，便可計算出揮發(fā)性鹽基氮的含量，從而快速得出相應(yīng)的豬肉新鮮度。
[0009]本發(fā)明基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度快速無損檢測的方法，采集了硫化氫氣、氨氣以及VOC (有機揮發(fā)物)與豬肉新鮮度有密切關(guān)系的氣體，然后將其形成數(shù)據(jù)模型，并與知識庫進行比照，依分析數(shù)據(jù)庫得出三種檢測氣體的值，按專家品評數(shù)據(jù)庫作出做出豬肉新鮮度的判別。這種分析方法利用事先建立好的知識庫進行比對，能夠更加快速的得出豬肉新鮮程度，輔助或代替專業(yè)檢測人員，排除人為主觀因素，更加準確的對豬肉新鮮度進行評判。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是豬肉新鮮度快速無損檢測流程圖?！揪唧w實施方式】
[0011]實施例1:一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度快速無損檢測的方法，通過以下步驟實現(xiàn):
(I)新鮮豬肉的取樣
依照國家標準GB-T 9695.19 - 2009《肉與肉制品取樣方法》取樣，選取豬肉中具有代表性的背最長肌作為豬肉樣品。
[0012](2)室溫20°C _25°C，濕度30%_50%之間，先開啟氣敏傳感器，開啟數(shù)據(jù)處理PC中LabVIEff SignalExpress 2009 軟件。
[0013](3 )然后將待測物放入樣品皿，樣品釋放揮發(fā)性化合物，氣敏傳感器陣列感知揮發(fā)性化合物，并將揮發(fā)性化合物的濃度轉(zhuǎn)化為電流信號，電流信號經(jīng)信號調(diào)理板處理然后被A/D數(shù)據(jù)采集板送至數(shù)據(jù)處理PC。
[0014](4)待電流值平穩(wěn)時,使用LabVIEW SignalExpress 2009開始記錄特征值，即數(shù)字化后的電流值，軟件記錄開始后10分鐘，關(guān)閉軟件，并將特征值寫入數(shù)據(jù)庫存儲。
[0015](5)運行豬肉新鮮度快速無損檢測判別程序，程序?qū)⑻卣髦祻臄?shù)據(jù)庫中讀取出來，利用建立的知識數(shù)據(jù)庫與氣味濃度的直線回歸的映射關(guān)系，并在此映射關(guān)系上做出豬肉新鮮度的判別，確定新鮮、次新鮮和腐敗等級別。
【權(quán)利要求】
1.一種基于氣敏傳感器技術(shù)的豬肉新鮮度快速無損檢測方法，包括了豬肉氣味采集和數(shù)學(xué)模型判別兩個步驟，其特征在于具體的檢測包括以下步驟: (1)取樣 豬肉樣品取A，B, C三份，在同一時間點，同一氣候環(huán)境下對三個樣品進行檢測并采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息； (2)建立知識數(shù)據(jù)庫 知識數(shù)據(jù)庫由分析數(shù)據(jù)庫和專家品評數(shù)據(jù)庫綜合形成，該兩個數(shù)據(jù)庫需要在同一時間點，同一氣候環(huán)境下，對豬肉樣品分別進行檢測，其中， 化學(xué)成分分析報告形成分析數(shù)據(jù)庫，以GB/T5009.44-2003半微量定氮法測定豬肉樣品A中揮發(fā)性鹽基氮的含量； 由專業(yè)人員品評報告形成專家品評數(shù)據(jù)庫，由專業(yè)人員通過感官，包括嗅覺、觸覺和視覺品評豬肉樣品B，確定新鮮、次新鮮和腐敗級別報告形成專家品評數(shù)據(jù)庫； (3)采集數(shù)據(jù) 對被測豬肉樣品C氣味進行數(shù)據(jù)采集，豬肉氣味采集通過氣敏陣列傳感器采集，該部分采集裝置包括氣敏傳感器陣列部分、信號調(diào)理部分和數(shù)據(jù)采集部分；使用氣敏傳感器對氣體氣味濃度進行數(shù)據(jù)采集，氣敏傳感器為電化學(xué)傳感器，通過與被測氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作； 所述的氣敏傳感器具體工作方式為:豬肉氣味濃度采集通過氣敏陣列傳感器采集，氣敏傳感器將氣味濃度轉(zhuǎn)換為電流輸出，輸出電流通過信號調(diào)理過濾干擾脈沖信號后，傳入事先設(shè)定好采集頻率(IOHz)的A/D數(shù)據(jù)采集模塊，計算機通過A/D數(shù)據(jù)采集模塊記錄氣敏傳感器組氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)和VOC傳感器10分鐘內(nèi)的電流值采樣，并存放于數(shù)據(jù)庫，此時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)字化的電流值數(shù)據(jù)就是樣品C的氣味濃度數(shù)據(jù)的特征值； (4)建立數(shù)據(jù)模型 將采集的硫化氫氣、氨氣以及VOC(有機揮發(fā)物)的特征值與知識庫進行比對，利用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對特征值數(shù)據(jù)和知識庫數(shù)據(jù)進行方差分析、相關(guān)和回歸分析，建立擬合回歸方程的數(shù)據(jù)模型； (5)檢測 對需要檢測的豬肉樣品的硫化氫氣、氨氣以及VOC (有機揮發(fā)物)的值進行數(shù)據(jù)采集，利用已建立的數(shù)據(jù)模型，計算出揮發(fā)性鹽基氮的含量，從而檢測出豬肉樣品的新鮮度。
【文檔編號】G01N27/26GK103983676SQ201410243649
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】曹志勇, 張曦, 李鵬 申請人:云南神農(nóng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司, 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)