一种预测冷链猪肉货架期的方法与系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种预测冷链猪肉货架期的方法，包括：S1：通过采用气味传感器阵列系统采集冷链贮藏猪肉的顶空挥发性气味，同步进行感官评价测定；S2：对获得传感器数据与贮藏时间进行特征提取；S3：采用主成分分析方法对猪肉的不同货架期进行聚类区分，建立气味传感器响应信号与货架期的预测模型。本发明为猪肉品质预测提供快速、精准的解决方案。本发明还公开了一种预测冷链猪肉货架期的系统。
【专利说明】一种预测冷链猪肉货架期的方法与系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机农业【技术领域】，尤其涉及一种预测冷链猪肉货架期的方法与系 统。
【背景技术】
[0002] 气味是猪肉新鲜度评价的重要指标，贮藏过程中气味的变化预示着品质改变。气 味传感器阵列系统（也称为电子鼻系统）是一种模拟人的嗅觉系统的生物传感器，具有客 观、灵敏的检测功能，与常规分析仪器相比，样品基本不需前处理就能快速、无损地采集挥 发性气味，对所获得的传感器阵列数据进行特征提取，通过各种化学计量学方法进行建模 归类和模式识别。国内外学者对气味传感器阵列系统应用于牛奶、谷物、酒类、水产品等的 品质鉴别、新鲜度判定等进行了探讨；有学者采用自制电子鼻系统能判定不同新鲜度的海 鯛，电子鼻也能很好地判定牛肉、羊肉的新鲜度。但很少报道采用电子鼻系统预测猪肉的货 架期。目前已有的货架期预测模型主要是针对理化指标和微生物检测来预测猪肉的货架 期，检测试剂有毒且步骤操作繁琐、耗时费力，不能满足无损快速预测品质的目的。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是为物流和分销过程猪肉的货架期提供快速预测的 方法与系统的关键问题。
[0004] 为此目的，本发明提出了一种预测冷链猪肉货架期的方法，包括具体以下步骤：
[0005] Sl:通过采用气味传感器阵列系统采集冷链贮藏猪肉的顶空挥发性气味，同步进 行感官评价测定；
[0006] S2 :对获得传感器数据与贮藏时间进行特征提取；
[0007] S3:采用主成分分析方法对猪肉的不同货架期进行聚类区分，建立气味传感器响 应信号与货架期的预测模型。
[0008] 进一步地，所述步骤Sl进一步包括：
[0009] Sll:经过生猪屠宰、冷却排酸、分割剔骨、统一取猪胴体的后腿瘦肉进行有氧托盘 包装，于0?4°C冰温运往分析室；
[0010] S12 :将样品分别贮藏于0°0、5°0、10°0、15°0高精度低温培养箱中，贮藏期间每隔 一段时间随机取各个温度下3盒猪肉进行感官评价测定。
[0011] 进一步地，所述步骤S12进一步包括：
[0012] S12. 1 :试验前对感官评价人员进行味觉初筛和感官培训，筛选6?8名感官灵敏 准确的评价人员进行试验；
[0013] S12. 2 :依据GB9959. 1-2001和NY/T632-2002制定10分制感官评价标准表，对 生肉气味进行异味判定和可接受性评价。
[0014] 进一步地，所述步骤S2进一步包括：
[0015] S21 :传感器阵列系统测量猪肉气味特征时，获得10个传感器阵列的响应图谱，其 中，所述响应图谱中每一条曲线表示一个传感器对气味的响应，曲线上的点表示气味成分 通过所述传感器通道的相对电阻率随贮藏时间的变化；
[0016] S22 :选取变化曲线响应平稳的信号值作为特征提取值进行多元统计分析。
[0017] 进一步地，所述步骤S3进一步包括：通过不同感官评价分值及气味特征所对应的 传感器响应曲线及特征提取，构建基于主成分分析方法的聚类模型。
[0018] 进一步地，所述步骤S3之后还包括：对所述预测模型进行验证。
[0019] 为此目的，本发明还提出了一种预测冷链猪肉货架期的系统，包括：
[0020] 采集测定装置，用于通过采用气味传感器阵列系统采集冷链贮藏猪肉的顶空挥发 性气味，同步进行感官评价测定；
[0021] 特征提取与分析装置，用于对获得传感器数据与贮藏时间进行特征提取；
[0022] 建立模型装置，用于采用主成分分析方法对猪肉的不同货架期进行聚类区分，建 立气味传感器响应信号与货架期的预测模型。
[0023] 进一步地，还包括：验证装置，用于对所述预测模型进行验证。
[0024] 本发明公开一种预测冷链猪肉货架期的方法，采用集成的气味传感器阵列采集 贮藏过程中冷却猪肉的顶空挥发性气味，同步进行感官评价，对所获得的传感器数据与贮 藏时间进行特征提取和多元统计分析，采用主分成分析方法对不同货架期猪肉进行聚类区 分，建立气味传感器响应信号与货架期的预测模型，为猪肉品质预测提供准确快速的解决 方案。本发明还公开了一种预测冷链猪肉货架期的系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制，在附图中：
[0026] 图1示出了本发明实施例中的一种预测冷链猪肉货架期的方法中的不同冷藏温 度下猪肉感官气味分值的变化图；
[0027] 图2示出了本发明实施例中的一种预测冷链猪肉货架期的方法的步骤流程图；
[0028] 图3示出了本发明实施例中的一种预测冷链猪肉货架期的方法中的气味传感器 对猪肉新鲜和腐败气味特征的响应图；
[0029] 图4示出了本发明实施例中的一种预测冷链猪肉货架期的方法中的基于传感器 阵列响应信号区分猪肉货架期图；
[0030] 图5示出了本发明实施例中的一种预测冷链猪肉货架期的方法中的基于传感器 响应信号预测猪肉货架期图；
[0031] 图6示出了本发明实施例中的一种预测冷链猪肉货架期的系统的结构图。
【具体实施方式】
[0032] 下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
[0033] 气味是猪肉腐败的主要特征，常常用于评价肉的新鲜度。当肉的新鲜度持续下降， 肉中从内至外挥发出来的异味很容易被发觉，最后会产生令人厌恶的腐败臭味。新鲜冷却 猪肉具有猪肉固有的气味和轻微清新的酸味，无其他异味，随着贮藏时间的延长，肉在腐败 以后所散发的异味通常与胺类、挥发性含硫化合物、挥发性低级脂肪酸等联系在一起。
[0034] 如图l(a)_(d)所示，从工厂取回的新鲜冷却猪肉的新鲜度很好，初始气味分值在 7. 5?8. 5分，平均8. 1分。新鲜冷却猪肉呈现酸味，贮藏时间延长，清新的酸味减弱，猪肉 固有的气味轻微呈现出来，与新鲜猪肉气味更为接近。随着贮藏时间进一步的延长，气味分 值呈线性下降趋势。由于托盘薄膜包装中猪肉和外界空气存在自由交换过程，气味的散发 较快。在贮藏中前期（约2-3天），猪肉尚未进入腐败之前，猪肉气味减弱至无味，也无异 味；无味阶段过去即出现轻微的异味、逐渐增强转变成氨味、煮熟的蒜蓉味和刺鼻的臭鸡蛋 味。以半数感官评价人员不能接受（6. 5分）为界限，0°0、5°0、10°0、15°0气味的可接受期 为：7天、5天、3天、2. 5天左右。
[0035] 为了更好的理解与应用本发明提出的一种预测冷链猪肉货架期的方法与系统，以 如下附图示例进行详细说明。
[0036] 如图2所示，本发明提供了一种预测冷链猪肉货架期的方法，包括具体以下步骤：
[0037] 步骤Sl:通过采用气味传感器阵列系统采集冷链贮藏猪肉的顶空挥发性气味，同 步进行感官评价测定。
[0038] 具体地，猪肉气味采集方法为：冷藏过程中，每隔一段时间随机取不同贮藏温度下 的猪肉各3块，切成肉丁。准确称取肉丁 15g，分别平铺于150mL烧杯中，随即用双层保 鲜膜密封，室温静置10min后开始测量，每个样品重复3次。传感器阵列系统的工作流程 为：样品密封待气味平衡一段时间后，顶空气体经采样通道泵入到检测系统中，传感器因吸 附了一定量的挥发性物质，电导率发生变化，该信号被数据采集系统获取并存储于计算机 中。采样完毕后，经活性炭过滤后的洁净空气被泵入电子鼻，对传感器进行清洗并使其恢复 到初始状态，为下一次的测量做准备。其中电子鼻测量时，检测时间为60s，清洗时间为60 s。60s清洗时间可充分保证电子鼻各传感器恢复其初始状态。
[0039] 进一步地，冷却猪肉来自正规山东某大型加工厂，冷链猪肉贮藏方法包括：
[0040] 步骤Sll:经过生猪屠宰、冷却排酸、分割剔骨、统一取猪胴体的后腿瘦肉进行有 氧托盘包装，于0?4°C冰温运往分析室。
[0041] 步骤S12 :将样品分别贮藏于0°0、5°0、10°0、15°0高精度低温培养箱中，贮藏期间 每隔一段时间随机取各个温度下3盒猪肉进行感官评价测定。
[0042] 进一步地，感官评价测定包括：
[0043] 步骤S12. 1 :试验前对感官评价人员进行味觉初筛和感官培训，筛选6?8名感官 灵敏准确的评价人员进行试验。
[0044] 步骤S12. 2 :依据GB9959. 1-2001和NY/T632-2002制定10分制感官评价标准 表，如表1所不：
[0045] 表1冷却猪肉感官气味评价标准
[0046]
【权利要求】
1. 一种预测冷链猪肉货架期的方法，其特征在于，包括具体以下步骤： 51 :通过采用气味传感器阵列系统采集冷链贮藏猪肉的顶空挥发性气味，同步进行感 官评价测定； 52 :对获得传感器数据与贮藏时间进行特征提取； 53 :采用主成分分析方法对猪肉的不同货架期进行聚类区分，建立气味传感器响应信 号与货架期的预测模型。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括： 511 :经过生猪屠宰、冷却排酸、分割剔骨、统一取猪胴体的后腿瘦肉进行有氧托盘包 装，于0?4°C冰温运往分析室； 512 :将样品分别贮藏于01：、51：、101：、151：高精度低温培养箱中，贮藏期间每隔一段 时间随机取各个温度下3盒猪肉进行感官评价测定。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括： S12. 1 :试验前对感官评价人员进行味觉初筛和感官培训，筛选6?8名感官灵敏准确 的评价人员进行试验； S12. 2 :依据GB 9959. 1-2001和NY/T 632-2002制定10分制感官评价标准表，对生肉 气味进行异味判定和可接受性评价。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括： S21 :传感器阵列系统测量猪肉气味特征时，获得10个传感器阵列的响应图谱，其中， 所述响应图谱中每一条曲线表示一个传感器对气味的响应，曲线上的点表示气味成分通过 所述传感器通道的相对电阻率随贮藏时间的变化； S22:选取变化曲线响应平稳的信号值作为特征提取值进行多元统计分析。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：通过不同感官评 价分值及气味特征所对应的传感器响应曲线及特征提取，构建基于主成分分析方法的聚类 模型。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3之后还包括：对所述预测模型 进行验证。
7. -种预测冷链猪肉货架期的系统，其特征在于，包括： 采集测定装置，用于通过采用气味传感器阵列系统采集冷链贮藏猪肉的顶空挥发性气 味，同步进行感官评价测定； 特征提取与分析装置，用于对获得传感器数据与贮藏时间进行特征提取； 建立模型装置，用于采用主成分分析方法对猪肉的不同货架期进行聚类区分，建立气 味传感器响应信号与货架期的预测模型。
8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：验证装置，用于对所述预测模型进 行验证。
【文档编号】G01N33/02GK104483458SQ201410523080
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】刘寿春, 赵春江, 杨信廷, 钱建平, 刘学馨 申请人:山东国家农产品现代物流工程技术研究中心, 北京农业信息技术研究中心