便携式中波近红外光谱仪 在线无损检测生鲜猪肉胆固醇

在过去很长一段时间，气相色谱法是检测肉及肉制品中胆固醇浓度的主要方法，然而随着时代的发展，这种方法由于存在工序繁琐、耗费时间较长、对产品破坏性较大等缺点，显然已经不适用于如今的生鲜猪肉胆固醇检测。便携式中波近红外光谱仪作为一种新兴技术，性能更好，优势和作用都比较明显，已经得到广泛的应用与推广。

本实验应用便携式中波近红外光谱仪，在线无损检测生鲜猪肉胆固醇，从而获取生鲜猪肉胆固醇在近红外光谱中波区的光谱信息，并通过预测模型测出具体的生鲜猪肉胆固醇浓度，以此来进行深入分析。实验发现，对异常值进行二次剔除，采取SG一阶导数、平滑以及正交信号进行校正，从而形成一种预处理方法，这种方法对于获取生鲜猪肉胆固醇预测模型来说非常有效，而且检测结果的准确度更高。

一、材料和仪器

本实验将排酸24h的生鲜猪肉作为研究对象，要在检测当天进行购买，并且提前与卖家沟通好，将实验样品切成4-5cm厚的块状，再放入4℃的盆中备检。实验仪器采用SupNIR-1520型便携式中波近红外光谱仪和TRACE1310型气相色谱仪。

二、实验和方法

本实验主要以两种方法为主，一是近红外光谱的采集，二是胆固醇浓度的测定，相关检测事项及结果都要严格以国家相关标准和规定为主。

在实验过程中，模型建立与验证工序非常重要。第一，光谱提取和样品集划分都是通过RIMP软件来进行处理，把样品胆固醇的相关数据和光谱数据结合，进而构建起样品集，再通過Kennard-Stone法将其比例设为3∶1∶1，从而形成校正集、验证集和检验集。第二，预处理的方法和模型预建都是以预建模中SG 1stD和SGS为基准，一定要重视标准正态变量交换、正交信号校正、净分析信号以及基线校正等环节，把它们结合起处理光谱，从而形成一种二乘法模型。第三，在模型优化方面，应当消除模型中样品的异样，从而确保整个检测实验的结果更加精确，为相关流程及工作的开展而提供有效保障。此次实验在对异样进行消除时，是通过RIMP软件中的消除原则来实现，也就是实验中常见的马氏距离阈值≥1，学生残差T值≥2.5。第四，在对该模型进行评估和筛选时，一定要基于效果评估原则。SEC与SEP较小且两者差异不明显，RPD≥2.5，RSEP≤10%，SEP/SEC<1.2，PF较小，这些模型参数是本次实验中评估模型效果的指标性参数。第五，对模型进行预测时，把TS样品导入最为合适的模型中，通过t检验探究PV（预测值）和RV（参比值）间的差异性。TS样品预测的准确性是以TS中PV和RV的绝对差值为主，进而记录准确的样品数。模型预测最终的准确性，以预测准确的样品数占TS样品数的百分比进行表示。

三、结果和讨论

1.中波近红外光谱分析。实验发现，对样品进行两次扫描后所得到的光谱曲线差异较小，形态呈现为基本重合，从中能够看出其同一性。应用便携式中波近红外谱仪能够发现样品中含有大量相对集中的谱线，进而能够体现出生鲜猪肉胆固醇浓度差别与光谱波形类似，虽然没有重合，但有重复性和光谱响应存在。

2.生鲜猪肉胆固醇参比值分析。猪肉胆固醇的参比值如表1所示，本次实验体现出了不同胆固醇浓度水平的样品分布和分布范围，其都以较宽的形式所呈现，代表性良好。

3.模型的建立。实验发现，在提取样品的光谱信息时，会由于一些影响因素而出现失真的现象，这就能体现出光谱预处理恢复样品表观光谱的作用及其真实性，从而有效提升生鲜猪肉胆固醇检测的准确性。在前文探究的预处理方法中，简要讲明了二乘法模型的建立，而通过对预处理方法的分析，能够为模型建立提供最大的保障。对于不同预处理方法所得到的结果来说，如何选择模型，如何进行建立，都要以实际情况为主。表2详细解析了不同预处理方法对预建模型的影响，对不同的预处理方法进行比较，在不同的方法中体现出不同的结果，进而为生鲜猪肉胆固醇的检测提供更加科学化的    依据。

总的来说，通过对便携式中波近红外光谱仪在线无损检测生鲜猪肉胆固醇的研究，能够体现出该设备的科学性和技术性，从而更加清楚地了解到生鲜猪肉胆固醇的具体情况，为构建更加稳定的胆固醇预测模型提供有效保障。

作者简介：姚荣刚（1965-），男，山东临朐人，大学本科，畜牧师，研究方向为动物科学。