专利名称：生肉肌红蛋白快速无损检测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及农业传感检测技术领域，尤其是一种生肉肌红蛋白快速无损检 测方法及系统。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，畜禽鲜肉的食用量迅速增长，进而对肉品的品质提出 了更高的要求。肉色是商品肉色、香、味、质几大要素中最直觉最先导的感受印象，因此冷 却肉的颜色是消费者评价新鲜程度最重要感官指标之一，肉的颜色主要是由肉中肌红蛋白 的三种不同的化学存在形式(即暗红色的还原型肌红蛋白、鲜红色的氧合肌红蛋白和褐色 的高铁肌红蛋白)及少量的血红蛋白分布决定的，这些物质在近红外谱区对光具有吸收作 用。由于肉品自溶、腐败，肌红蛋白也变性、分解，导致肉品颜色变化。肌肉颜色深浅和色调(色度)取决于肌肉色素含量。肌肉色素主要由肌红蛋白和 血红蛋白以及微量有色代谢物组成。若采用感官测试时，往往含有主观因素，这无疑就影响 了对肉品品质的正确评定。比色板法和物理学方法只能度量肉样表面颜色，属于二维平面 度量。化学测定是对肉样进行三维立体度量，测肉样的总色素含量。肉样色素定量方法有 Hornsey法等，其原理都是先提取后比色，是取样的有损测量方法且测量时间约为2小时。尽管现有技术中已有用光学无损方法来获得猪肉的肌红蛋白的尝试，但该方法存 在以下问题①假设约化散射系数已知或不变，但是实际每个样品的约化散射系数都有所 不同，简单的假设不能测量出真实的肌红蛋白浓度；②假设肌红蛋白和血红蛋白具有完全 相同的摩尔吸收系数ε，测量的是肌红蛋白和血红蛋白的两种物质浓度之和，无法获得肌 红蛋白的浓度。

发明内容
(一)要解决的技术问题本发明要解决的技术问题其一是如何实现直接、无损、快速地检测生肉内部的肌 红蛋白，且提高准确率。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了一种生肉肌红蛋白快速无损检测方法，包括 以下步骤Si、用光强恒定的光源照射标准样品，使得光从其表面入射到内部，历经吸收和散 射过程的曲折的光学路径，并从该标准样品表面漫射出来；其中所述标准样品的约化散射 系数Ps'及吸收系数Pa已知；S2、接收并检测漫射出来的漫射光强；S3、将检测到的漫射光强、所述标准样品的约化散射系数以及吸收系数 代入漫射方程的解反演出所述漫射方程中的系统常数α ；S4、用光线照射生肉待测样品，使得光从表面入射到其内部，历经吸收和散射过程的曲折光学路径，从该生肉待测样品表面漫射出来；S5、接收并检测漫射出来的漫射光强；S6、利用系统常数α、约化散射系数μ J和吸收系数μ a的表达式以及两个位置 上接收并检测得到的漫射光强计算出生肉待测样品的约化散射系数和吸收系数ya;S7、对不同波长的入射光，重复步骤S4 S6，获得生肉待测样品在多个波长处的 约化散射系数μ s'和吸收系数μ a ；S8、利用步骤S7计算出的吸收系数μ a，根据多个波长处的吸收系数方程计算生肉 的肌红蛋白浓度。优选地，所述光源为复色光经过滤色片射出来的光、发光二极管LED产生的光和 半导体激光器产生的光中的一种。优选地，用不同位置处的多根光纤分别接收所述漫射光强，距离光源最近的光纤 至少在距离光源20mm处，光纤之间的间隔为Imm-IOmm ；光源和不同位置处的多根光纤的检 测点在一条直线上。。其中，对接收到的漫射光强进行检测包括将光强信号转换成为模拟电信号，并将 该模型电信号转化成数字量。其中，所述漫射方程为稳态漫射方程，所述稳态漫射方程的解为
权利要求
一种生肉肌红蛋白快速无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤S1、用光强恒定的光源照射标准样品，使得光从其表面入射到内部，历经吸收和散射过程的曲折的光学路径，并从该标准样品表面漫射出来；其中所述标准样品的约化散射系数μs′及吸收系数μa已知；S2、接收并检测漫射出来的漫射光强；S3、将检测到的漫射光强、所述标准样品的约化散射系数μs′以及吸收系数μa代入漫射方程的解反演出所述漫射方程中的系统常数α；S4、用光线照射生肉待测样品，使得光从表面入射到其内部，历经吸收和散射过程的曲折光学路径，从该生肉待测样品表面漫射出来；S5、接收并检测漫射出来的漫射光强；S6、利用系统常数α、约化散射系数μs′和吸收系数μa的表达式以及两个位置上接收并检测得到的漫射光强计算出生肉待测样品的约化散射系数μs′和吸收系数μa；S7、对不同波长的入射光，重复步骤S4～S6，获得生肉待测样品在多个波长处的约化散射系数μs′和吸收系数μa；S8、利用步骤S7计算出的吸收系数μa，根据多个波长处的吸收系数方程计算生肉的肌红蛋白浓度。
2.如权利要求1所述的生肉肌红蛋白快速无损检测方法，其特征在于，所述光源为复 色光经过滤色片射出来的光、发光二极管LED产生的光和半导体激光器产生的光中的一 种。
3.如权利要求1所述的生肉肌红蛋白快速无损检测方法，其特征在于，用不同位置处 的多根光纤分别接收所述漫射光强，距离光源最近的光纤至少在距离光源20mm处，光纤之 间的间隔为Imm-IOmm ；光源和不同位置处的多根光纤的检测点在一条直线上。
4.如权利要求3所述的生肉肌红蛋白快速无损检测方法，其特征在于，对接收到的漫 射光强进行检测包括将光强信号转换成为模拟电信号，并将该模型电信号转化成数字量。
5.如权利要求3所述的生肉肌红蛋白快速无损检测方法，其特征在于，所述漫射方程 为稳态漫射方程，所述稳态漫射方程的解为
6.如权利要求1所述的生肉肌红蛋白快速无损检测方法，其特征在于，步骤S8具体为
7.如权利要求1 6任一项所述的生肉肌红蛋白快速无损检测方法，其特征在于，所述 标准样品是硅胶固态物。
8.—种生肉肌红蛋白快速无损检测系统，其特征在于，包括光源，用于照射标准样品和生肉待测样品，使得光从表面入射到其内部，历经吸收和散 射过程的曲折光学路径，从标准样品和生肉待测样品表面漫射出来；多根光纤，距离光源最近的光纤至少在距离光源20mm处，用于接收漫射出的漫射光强；多个光电检测器，与所述光纤一对一地连接，用于将光纤接收到的光强信号转换成为 模拟电信号，并将该模型电信号转化成数字量；计算处理设备，连接所述多个光电检测器，用于根据所述光电检测器检测到的信号计 算生肉的肌红蛋白浓度。
全文摘要
本发明公开了一种生肉肌红蛋白快速无损检测方法及系统，该方法包括步骤S1、用光源照射标准样品，使光从其表面入射到内部，并从该标准样品表面漫射出来；S2、接收并检测漫射出来的漫射光强；S3、利用漫射方程的解反演出系统常数α；S4、用光线照射生肉待测样品，使得光从表面入射到其内部，并从该生肉待测样品表面漫射出来；S5、接收并检测漫射出来的漫射光强；S6、计算生肉待测样品的约化散射系数μs′和吸收系数μa；S7、对不同波长的入射光，重复步骤S4～S6，获得生肉待测样品在多个波长处的约化散射系数μs′和吸收系数μa；S8、根据多个波长处的吸收系数方程计算生肉的肌红蛋白浓度。本发明的方法能够实现直接、无损、快速检测生肉内部的肌红蛋白，且准确率高。
文档编号G01N21/49GK101949840SQ20101025535
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者刘向, 文星, 王忠义, 黄岚 申请人:中国农业大学