一种快速鉴定DFD牛肉的方法技术

本发明专利技术涉及牛肉品质控制领域，具体涉及一种快速鉴定DFD牛肉的方法，该方法首先通过拉曼光谱技术扫描牛肉获取拉曼光谱，然后采用支持向量机中不同核函数进行正常牛肉组和DFD牛肉组的分类判别，确定了支持向量机中Sigmoid核函数分类判别的准确率高；最终判定拉曼光谱技术结合支持向量机中Sigmoid核函数分析可以快速鉴定DFD牛肉。采用这种鉴定方法可以在非侵入和非破坏牛肉的前提下实现DFD牛肉的快速鉴定，进而快速挑选劣质肉类进行加工改善，提高产品的质量，最终提高企业的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种快速鉴定DFD牛肉的方法
本专利技术涉及牛肉品质控制领域，具体涉及一种快速鉴定DFD牛肉的方法。
技术介绍
DFD牛肉(Dark，Firm，Dry)是指极限pH值较高与正常牛肉相比颜色呈现出更深的暗红色，且切面干燥、质地坚硬但又具有良好的嫩度和系水力的牛肉，又称黑切牛肉(Darkcuttingbeef)。DFD牛肉因其较高的pH值易导致微生物大量生长繁殖，因此其货架期较短。牛宰后，氧气停止供应，肌糖原开始无氧酵解先产生丙酮酸和ATP，后丙酮酸进一步还原为乳酸，随着乳酸在肌肉组织中的堆积，导致宰后早期阶段肌肉pH值的快速下降。如果牛宰前管理不当，牛处于紧张状态，会导致牛应对各种宰前应激行为而过度消耗肌糖原，进而导致宰后肌糖原无氧酵解产生的乳酸减少，最终造成肌肉pH值升高，形成DFD牛肉。目前，pH值检测法是常用且较为成熟的DFD牛肉的鉴定方法，它是采用便携式pH计进行鉴定，具有快速简便的优点，目前在牛肉屠宰加工企业得以推广应用。但是，这种方法需要将pH计的探头插入到牛肉内部3cm左右，不仅破坏牛肉的外观美感，且易造成污染。这种鉴定方法在牛肉屠宰加工企业特别是高档牛肉屠宰加工企业应用时会给企业带来一定的损失。因此，找到一种非侵入、非破坏性的DFD牛肉的快速鉴定方法，挑选出劣质肉类进行加工改善，对于提高牛肉屠宰加工企业的产品质量具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术针对上述DFD牛肉鉴定存在的问题，提供了一种快速鉴定DFD牛肉的方法，该方法首先通过用拉曼光谱技术扫描牛肉获取拉曼光谱，然后采用支持向量机中不同核函数进行DFD牛肉的分类判别，确定了支持向量机中Sigmoid核函数准确率高；最终判定拉曼光谱技术结合支持向量机中Sigmoid核函数分析分类判别的准确率最高，可以快速鉴定DFD牛肉。采用这种鉴定方法可以非侵入和非破坏牛肉的前提下实现DFD牛肉的快速鉴定，进而快速挑选劣质肉类进行加工改善，提高产品的质量，最终提高企业的经济效益。本专利技术的具体技术方案如下：一种快速鉴定DFD牛肉的方法，通过拉曼光谱技术获取拉曼光谱然后采用支持向量机中不同核函数进行正常牛肉组和DFD牛肉组的分类判别，选取惩罚系数相同的情况下准确率最高的核函数。最终判定拉曼光谱技术结合支持向量机中Sigmoid核函数分析分类判别的准确率最高，可以快速鉴定DFD牛肉。专利技术人选择拉曼光谱技术原因在于：拉曼光谱是一种非侵入性、安全无损的振动光谱技术，它可以提供关于化学成分的高分辨率光谱信息，且其成本低，不需要对样品进行预处理，不易受水的干扰，且在分析过程中操作简便，测定时间短，灵敏度高。除此之外，由于糖原、乳酸、ATP和ADP等与DFD牛肉形成紧密相关的成分的信号是预测宰后早期pH值的关键因素，而这些成分的信号我们可以通过拉曼光谱技术快速得出。采用这种鉴定方法可以非侵入和非破坏牛肉的前提下实现DFD牛肉的快速鉴定，进而快速挑选劣质肉类进行加工改善，提高产品的质量，最终提高企业的经济效益。具体检测时，可以采用下面方式进行判定：拉曼光谱设备采集待测牛肉样品的拉曼光谱，采用支持向量机中核函数进行正常牛肉组和DFD牛肉组的分类判别。其中所述牛肉样品为3-5cm厚的牛排，若样品厚度差异太大会影响所测拉曼光谱。其中所述拉曼光谱设备采集拉曼光谱，是用784.96nm的便携式拉曼光谱设备采集光谱，在采集光谱前要先扣除暗电流消除背景噪音的干扰，采集时避开筋腱和脂肪，可见光垂直于肌纤维，每块牛排采集8个点，每个位点积分时间选择10000ms，扫描次数2次，激光强度100mW，拉曼位移500-2000cm-1，去除背景噪音的光谱保存为原始光谱。原始光谱通过支持向量机中核函数进行分类判别，惩罚系数选择0.01，以6.20为分界，≥6.20为高pH值组，即DFD牛肉组，<6.20为正常pH值组，即正常牛肉组；所述核函数为Sigmoid核函数、径向基核函数、多项式核函数、线性核函数中的一种，优选Sigmoid核函数。本专利技术的技术效果和优点1.非侵入、非破坏性对DFD牛肉检测检测，可减低样品污染率；2.快速挑选劣质肉类进行加工改善，提高产品的质量，最终提高企业的经济效益。具体实施方式以下实施例中进一步定义本专利技术，根据以上的描述和这些实施例，本领域技术人员可以确定本专利技术的基本特征，并且在不偏离本专利技术精神和范围的情况下，可以对本专利技术作出各种改变和修改，以使其适用各种用途和条件。除特殊注明外，本专利技术所采用的均为本领域现有技术。实施例拉曼光谱设备采集333个牛肉样品的拉曼光谱，用便携式pH计测样品的pH值，采用支持向量机算法内的不同函数对根据pH值进行分类。每个数据集由高pH值组(≥6.20)和正常pH值组(<6.20)的样品组成，将两个数据组按9：1的比例随机分为训练集和测试集，然后应用不同核函数在不同惩罚系数下进行pH值组的分类判别。结果表明当惩罚系数为0.01时，Sigmoid核函数的准确率最高，达到0.90。符合拉曼光谱技术结合支持向量机中Sigmoid核函数分析对牛肉的pH值分类判别的准确率最高的结论，可以快速鉴定DFD牛肉。牛肉样品制备方法：取宰后48h的牛背最长肌，切下3-5cm厚的牛排，去除脂肪及结缔组织。便携式pH计测样品的pH方法是在牛排表面均匀随机测定三个点，探头插入牛排3cm，取平均值。拉曼光谱设备采集拉曼光谱，用784.96nm的便携式拉曼设备采集光谱，在采集光谱前要先扣除暗电流消除背景噪音的干扰，采集时避开筋腱和脂肪，可见光垂直于肌纤维，每块牛排采集8个点，每个位点积分时间选择10000ms，扫描次数2次，激光强度100mW，拉曼位移500-2000cm-1，去除背景噪音的光谱保存为原始光谱。应用不同核函数是指Sigmoid核函数、径向基核函数、多项式核函数、线性核函数。通过上述实例验证可知，采用本专利技术所确定的拉曼光谱技术结合支持向量机中Sigmoid核函数的鉴定方法可以非侵入和非破坏牛肉的前提下实现DFD牛肉的快速鉴定，进而快速挑选劣质肉类进行加工改善，提高产品的质量，最终提高企业的经济效益。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速鉴定DFD牛肉的方法，其特征在于：通过拉曼光谱设备采集待测牛肉样品的拉曼光谱，采用支持向量机中的核函数进行正常牛肉组和DFD牛肉组的分类判别；/n

【技术特征摘要】
1.一种快速鉴定DFD牛肉的方法，其特征在于：通过拉曼光谱设备采集待测牛肉样品的拉曼光谱，采用支持向量机中的核函数进行正常牛肉组和DFD牛肉组的分类判别；


2.权利要求1所述的一种快速鉴定DFD牛肉的方法，其特征在于：所述牛肉样品为3-5cm厚的牛排；


3.权利要求1所述的一种快速鉴定DFD牛肉的方法，其特征在于：所述的拉曼光谱设备为784.96nm的便携式拉曼光谱设备，采集光谱前先扣除暗电流消除背景噪音的干扰，采集时避开筋腱和脂肪，可见光垂直于肌纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一敏，孙海磊，毛衍伟，罗欣，梁荣蓉，董鹏程，李墨琳，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37