【摘要】：含脂類液體食品的質(zhì)量與安全檢測是食品檢測領(lǐng)域的重點研究方向和前沿課題,然而目前現(xiàn)有的食品測量技術(shù)方法在小型化、儀器成本及測量速度上都存在不足�；诠怆娂夹g(shù)與傳感器的檢測方法具有響應(yīng)快、準(zhǔn)確度高、成本低等優(yōu)點,可實現(xiàn)非接觸性測量,且近年來光電傳感器及其系統(tǒng)越來越趨向于小型化和自動化,因此,基于光電技術(shù)的含脂類液體食品質(zhì)量安全檢測的研究具有重要意義。本文根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,基于光電傳感技術(shù)和圖像處理技術(shù),從典型含脂液體食品的主要成分、食品添加劑和生物性污染方面開展了研究,旨在為含脂類液體食品質(zhì)量與安全檢測體系的建立與完善提供可靠的技術(shù)支持。論文的主要創(chuàng)新工作和研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計了基于環(huán)狀光源傳感器的測量系統(tǒng),實現(xiàn)了含脂液體食品中脂肪含量的測量與方法評估。為了實現(xiàn)儀器的近場實時檢測,設(shè)計了均勻分布的環(huán)狀光源傳感器測量系統(tǒng)。基于樣品吸光度和典型含脂液體食品中的脂肪含量的關(guān)系建立模型,并將模型輸入至微處理器中完成對測量系統(tǒng)的定標(biāo),最終實現(xiàn)脂肪含量的實時檢測。同時,利用測量系統(tǒng)評價與分析方法對環(huán)狀光源傳感系統(tǒng)進(jìn)行評價,驗證了測量系統(tǒng)的可靠性。(2)設(shè)計了基于Y型光纖傳感器的測量系統(tǒng),實現(xiàn)了含脂液體食品中脂肪含量的測量與評估。為了實現(xiàn)遠(yuǎn)場的實時檢測,設(shè)計了基于Y型光纖傳感器的測量系統(tǒng),采用的單探頭設(shè)計使得光信號能夠垂直入射與垂直接收,有效的分離了入射光與出射光。通過樣品吸光度與脂肪含量進(jìn)行建模,實現(xiàn)了含脂液體食品中脂肪的測量。同時,測量系統(tǒng)評價與分析的結(jié)果表明了測量系統(tǒng)的可靠性。(3)提出并設(shè)計了基于W型光纖傳感器測量系統(tǒng),利用該測量系統(tǒng)實現(xiàn)了含脂液體食品中脂肪含量的測量。由于環(huán)狀光源與Y型光纖系統(tǒng)在測量過程中會受到鏡面反射影響,基于此,創(chuàng)造性的提出了具有雙探頭結(jié)構(gòu)的W型光纖傳感器系統(tǒng),既能實現(xiàn)遠(yuǎn)場實時測量,減少雜散光信號的干擾,又能夠消除液體樣品的鏡面反射信號,通過樣品吸光度與脂肪含量進(jìn)行建模,最終實現(xiàn)含脂類液體食品中脂肪含量的測量。(4)基于兩種熒光光譜測量技術(shù),即二維熒光光譜和三維熒光光譜法,定量檢測了含脂液體食品中熒光增白劑的含量(0-1μg/ml)。在本章中以豆?jié){為樣品進(jìn)行檢測。對于二維熒光光譜,將熒光強(qiáng)度與熒光增白劑含量直接建立模型,從而實現(xiàn)豆?jié){中熒光增白劑含量的檢測;對于三維熒光光譜,將小波分析圖像處理方法與支持向量回歸機(jī)結(jié)合,實現(xiàn)了豆?jié){中熒光增白劑含量的檢測。研究結(jié)果表明,提出的兩種不同的測量方法都能實現(xiàn)熒光增白劑含量的檢測,靈敏度高,且三維熒光光譜法的檢測結(jié)果優(yōu)于二維熒光光譜法。(5)基于微弱光光電傳感器測量系統(tǒng),同時結(jié)合小波分析的圖像處理方法,定量檢測了含脂液體食品中熒光增白劑的含量(0.02-0.5mg/ml)。本章中以豆?jié){為樣品進(jìn)行檢測。對于采集到的含有熒光增白劑的豆?jié){樣品的微弱熒光圖像,提取其小波矩特征值,并根據(jù)距離分類法,實現(xiàn)了豆?jié){中熒光增白劑含量的準(zhǔn)確測量。(6)基于BARDOT激光傳感器的測量系統(tǒng),提出了快速檢測含脂液體食品中李斯特菌的有效方法。本章中以牛奶作為研究對象進(jìn)行檢測。首先建立了李斯特菌和非李斯特菌的圖像數(shù)據(jù)庫,利用BARDOT系統(tǒng)對檢測樣品圖像進(jìn)行識別分類,從而實現(xiàn)牛奶中李斯特菌的檢測。同時采用PCR和qPCR對BARDOT系統(tǒng)檢測出的菌落進(jìn)行驗證。結(jié)果表明,提出的方法能夠有效快速的檢測出牛奶中的李斯特菌,實現(xiàn)了無損測量,與美國農(nóng)業(yè)部食品安全檢驗局的標(biāo)準(zhǔn)方法需要時間(約72小時)相比,BARDOT系統(tǒng)只需34-40小時就可完成檢測,大大提高了效率。
【圖文】：

測量系統(tǒng)原理圖

圖 2.12 不同液面距離下放大模塊電壓輸出變化最佳溫度模型是根據(jù)散射系數(shù)不變來建立的。溫度會影響豆?jié){中脂肪顆粒的擇測量的最佳溫度使得系統(tǒng)有最大靈敏度。同樣采用加熱的方法
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP212.9;TP391.41;TS207.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2590810