一種基于氣敏傳感器技術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學模型判別其新鮮度。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的豬肉新鮮度快速無損檢測的方法
【技術領域】
[0001]本發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的豬肉新鮮度的快速無損檢測方法。
【背景技術】
[0002]我國是一個豬肉生產大國，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注已經不再停留在數量上，而更關注其質量。但是，目前我國豬肉市場尚不規范，各種質量安全問題時有發生，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衛生的檢測已經越來越受到國家及廣大民眾的重視。
[0003]從肉類的化學分析角度來看，其風味化合物表現出香氣方面的揮發性化合物有脂類氧化產物、羰基化合物、含氮產物、胺、氨、硫醇類、含硫產物、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象或者由于自身酶的分解作用引起酸臭性發酵，放出硫化氫和其他揮發性物質。
[0004]揮發性鹽基氮(TVB-N)的含量就是國家食品法規規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，使蛋白質分解而產生氮以及胺類等堿性含氮物質。TVB-N與肉類新鮮度有密切的關系，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 (有機揮發物)的釋放程度就和TVB-N之間存在著一定映射關系，只要求出這個映射關系，那么就可以從一組氨氣(NH3)、硫化氫(H2S), VOC (有機揮發物)的值求出TVB-N值，這樣就得出了肉類的新鮮度。
[0005]目前，根據國家所規定的感官標準對豬肉進行新鮮度評判的方法大多為傳統的TVB-N值測定法，而傳統的TVB-N值測定法需要耗時數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。
【發明內容】
[0006]本發明的目的就是改善傳統的TVB-N值測定法，提出一種基于氣敏傳感器技術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]本發明的一種基于氣敏傳感器技術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學模型判別兩個步驟，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，同一氣候環境下對三個樣品進行檢測并采集相關數據信息；
(2)建立知識數據庫
知識數據庫由分析數據庫和專家品評數據庫綜合形成，該兩個數據庫需要在同一時間點，同一氣候環境下，對豬肉樣品分別進行檢測，其中，
化學成分分析報告形成分析數據庫，以GB/T5009.44-2003半微量定氮法測定豬肉樣品A中揮發性鹽基氮的含量；
由專業人員品評報告形成專家品評數據庫，由專業人員通過感官，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據庫；
(3)采集數據
對被測豬肉樣品C氣味進行數據采集，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、信號調理部分和數據采集部分；使用氣敏傳感器對氣體氣味濃度進行數據采集，氣敏傳感器為電化學傳感器，通過與被測氣體發生反應并產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換為電流輸出，輸出電流通過信號調理過濾干擾脈沖信號后，傳入事先設定好采集頻率(IOHz)的A/D數據采集模塊，計算機通過A/D數據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分鐘內的電流值采樣，并存放于數據庫，此時數據庫中的數字化的電流值數據就是樣品C的氣味濃度數據的特征值；
(4)建立數據模型
將采集的硫化氫氣、氨氣以及VOC(有機揮發物)的特征值與知識庫進行比對，利用SPSS數據分析軟件對特征值數據和知識庫數據進行方差分析、相關和回歸分析，建立擬合回歸方程的數據模型；
(5)檢測
對需要檢測的豬肉樣品的硫化氫氣、氨氣以及VOC (有機揮發物)的值進行數據采集，利用已建立的數據模型，計算出揮發性鹽基氮的含量，從而檢測出豬肉樣品的新鮮度。
[0008]根據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，揮發性鹽基氮(TVB-N)的值與硫化氫氣、氨氣以及VOC (有機揮發物)的特征值，均具有近似直線回歸關系，因此，可以根據通過測定豬肉的相關氣體揮發濃度的電流值，利用近似直線回歸關系，便可計算出揮發性鹽基氮的含量，從而快速得出相應的豬肉新鮮度。
[0009]本發明基于氣敏傳感器技術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 (有機揮發物)與豬肉新鮮度有密切關系的氣體，然后將其形成數據模型，并與知識庫進行比照，依分析數據庫得出三種檢測氣體的值，按專家品評數據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。【具體實施方式】
[0011]實施例1:一種基于氣敏傳感器技術的豬肉新鮮度快速無損檢測的方法，通過以下步驟實現:
(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，開啟數據處理PC中LabVIEff SignalExpress 2009 軟件。
[0013](3 )然后將待測物放入樣品皿，樣品釋放揮發性化合物，氣敏傳感器陣列感知揮發性化合物，并將揮發性化合物的濃度轉化為電流信號，電流信號經信號調理板處理然后被A/D數據采集板送至數據處理PC。
[0014](4)待電流值平穩時,使用LabVIEW SignalExpress 2009開始記錄特征值，即數字化后的電流值，軟件記錄開始后10分鐘，關閉軟件，并將特征值寫入數據庫存儲。
[0015](5)運行豬肉新鮮度快速無損檢測判別程序，程序將特征值從數據庫中讀取出來，利用建立的知識數據庫與氣味濃度的直線回歸的映射關系，并在此映射關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。
【權利要求】
1.一種基于氣敏傳感器技術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學模型判別兩個步驟，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，同一氣候環境下對三個樣品進行檢測并采集相關數據信息； (2)建立知識數據庫 知識數據庫由分析數據庫和專家品評數據庫綜合形成，該兩個數據庫需要在同一時間點，同一氣候環境下，對豬肉樣品分別進行檢測，其中， 化學成分分析報告形成分析數據庫，以GB/T5009.44-2003半微量定氮法測定豬肉樣品A中揮發性鹽基氮的含量； 由專業人員品評報告形成專家品評數據庫，由專業人員通過感官，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據庫； (3)采集數據 對被測豬肉樣品C氣味進行數據采集，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、信號調理部分和數據采集部分；使用氣敏傳感器對氣體氣味濃度進行數據采集，氣敏傳感器為電化學傳感器，通過與被測氣體發生反應并產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換為電流輸出，輸出電流通過信號調理過濾干擾脈沖信號后，傳入事先設定好采集頻率(IOHz)的A/D數據采集模塊，計算機通過A/D數據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分鐘內的電流值采樣，并存放于數據庫，此時數據庫中的數字化的電流值數據就是樣品C的氣味濃度數據的特征值； (4)建立數據模型 將采集的硫化氫氣、氨氣以及VOC(有機揮發物)的特征值與知識庫進行比對，利用SPSS數據分析軟件對特征值數據和知識庫數據進行方差分析、相關和回歸分析，建立擬合回歸方程的數據模型； (5)檢測 對需要檢測的豬肉樣品的硫化氫氣、氨氣以及VOC (有機揮發物)的值進行數據采集，利用已建立的數據模型，計算出揮發性鹽基氮的含量，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 優先權日:2014年6月4日
【發明者】曹志勇, 張曦, 李鵬 申請人:云南神農農業產業集團股份有限公司, 云南農業大學
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