我國是世界上禽類出產(chǎn)、消費(fèi)和交易的大國，自二十世紀(jì)雞肉產(chǎn)業(yè)及雞肉加工制品產(chǎn)業(yè)就在我國迅速發(fā)展起來，并占有一席之地。在所有的雞肉加工成熟制品出口量中，炸的種類居多。而油炸雞肉成品的含水量不僅對(duì)雞肉的嫩度有一定影響，對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)尤其是蛋白質(zhì)和脂肪的含量也都有相當(dāng)大的影響。因此，水分含量的快速檢測(cè)也就成了雞肉熟制品行業(yè)發(fā)展中的一部分重要內(nèi)容。傳統(tǒng)方法的水分含量檢測(cè)不僅需要消耗大量的時(shí)間，還會(huì)損失待測(cè)定水分含量的雞肉樣本，造成了人力、財(cái)力的大量損失。

近紅外光譜是近幾十年來發(fā)展最為迅速的高級(jí)檢測(cè)方法之一，與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合可達(dá)成對(duì)樣品的快速、定量、定性分析，是現(xiàn)場(chǎng)快速篩選和制作間歇時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)的理想手段。褚小立等介紹了近幾年國內(nèi)外近紅外光譜分析技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，闡述了我國近紅外光譜技術(shù)的組成部分和發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)我國在這一技術(shù)方向的研發(fā)提出建議。而在目前的研究中，近紅外光譜檢測(cè)針對(duì)熟制肉制品的研究還較少，針對(duì)油炸雞肉更是沒有。因此利用近紅外光譜技術(shù)對(duì)油炸雞肉制品進(jìn)行快速無損檢測(cè)，具有重要的發(fā)展前景及意義。

本文將近紅外掃描得到的不同溫度油炸雞肉樣本光譜圖與用傳統(tǒng)方法所測(cè)量出的水分含量數(shù)值一一對(duì)應(yīng)，利用平滑、二階微分等預(yù)處理方式優(yōu)化模型，最終選取偏最小二乘法建立可用于快速檢測(cè)油炸雞肉水分含量的近紅外模型。該模型的均方根誤差值為0.481，相關(guān)系數(shù)值為0.9959，并且預(yù)測(cè)模型的十個(gè)樣本基本都在模型預(yù)測(cè)范圍內(nèi)，說明模型建立成功，可以用于中餐標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

一、材料與儀器

1.材料。

雞胸肉(家樂福超市)、九三大豆油(家樂福超市)、帶刻度的直尺、中式廚房菜刀、砧板、保鮮膜、筷子、盤子、鑷子、稱量瓶。

2.儀器。

干燥箱、控溫油炸鍋、近紅外儀光譜儀、電子天平。

二、實(shí)驗(yàn)與方法

1.樣品制備。

剔除雞胸肉周邊的黃色油脂及其它結(jié)締組織，避免在掃描近紅外光譜時(shí)對(duì)雞肉的成分組成峰值產(chǎn)生一定的影響。將雞肉改刀切成大小厚薄均一的肉片，在130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃下油炸50s，在炸至25s時(shí)將雞肉翻面，確保兩面炸制時(shí)間相等且均勻。

2.水分含量測(cè)定。

參考國標(biāo)食品中水分的測(cè)定方法。

3.近紅外光譜掃描。

將近紅外儀器預(yù)熱30min，打開測(cè)試工作流，點(diǎn)擊“測(cè)試”，收集樣品近紅外光譜圖，隨即利用TQ軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

三、結(jié)果與討論

1.建模波段選擇。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法得到圖1所示的120個(gè)原始樣本光譜圖?；诓煌ǘ慰赡軙?huì)對(duì)模型建立有所影響，本實(shí)驗(yàn)分別建立了4000-6000nm、6000-7000nm、8000-9000nm及4000-10000nm下所得到的模型，其中8000-9000nm下所得模型如圖2所示，其相關(guān)系數(shù)為0.8469，RMSEC為2.99，優(yōu)于其余各組。

2.模型優(yōu)化。

在原始模型基礎(chǔ)，分別對(duì)其進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)法及二階導(dǎo)數(shù)法預(yù)處理，根據(jù)模型相關(guān)系數(shù)的高低來判斷模型優(yōu)劣，其中使用二階導(dǎo)數(shù)法得到模型的相關(guān)系數(shù)為0.9062，RMSEC值為2.49。隨后通過異常光譜的剔除原理及方法，對(duì)原始樣本的全部光譜圖進(jìn)行優(yōu)化處理，去掉偏離樣本中心的光譜，此時(shí)模型相關(guān)系數(shù)提高到0.9634，均方差值降至1.59。將剔除異常光譜所得的模型采用馬氏距離優(yōu)化的方法進(jìn)行優(yōu)化，得到馬氏距離圖，如圖3所示。將圖中誤差超過1.5000的數(shù)據(jù)從右到左依次剔除，將所得模型通過3D分布圖法進(jìn)行優(yōu)化，得到其空間分布圖，如圖4所示。選擇好合適的角度，將其遠(yuǎn)離中心距離的異常樣本點(diǎn)標(biāo)記出來，剔除這部分樣本進(jìn)行模型優(yōu)化。最后通過杠桿法優(yōu)化模型，將杠桿值和學(xué)生化殘差較大的樣本定為異常樣本。根據(jù)TQ軟件中的診斷功能，軟件自動(dòng)合成的杠桿圖如圖5所示，此圖方便發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離聚集區(qū)的異常樣本。最終所得最佳模型的相關(guān)系數(shù)為0.9959，RMSEC為0.481。

3.模型驗(yàn)證。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證油炸雞肉水分含量的近紅外光譜模型的準(zhǔn)確性，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在未知溫度的條件下將雞肉片油炸50s，共取10組樣品作為預(yù)測(cè)驗(yàn)證集，詳見表1。由表1可以看出，個(gè)別預(yù)測(cè)值偏離較大，但整體誤差還是可以接受的。因此模型建立成功，其相關(guān)系數(shù)為0.9959，RMSEC值為0.481。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)用傳統(tǒng)方法所測(cè)量出的水分含量數(shù)值一一對(duì)應(yīng)，建立出關(guān)于油炸雞肉水分含量與光譜圖的相關(guān)模型，模型的最佳預(yù)處理方法為二階導(dǎo)數(shù)。再經(jīng)過馬氏距離優(yōu)化法、3D分布圖優(yōu)化法與杠桿優(yōu)化法等方法，將異常樣本剔除后，不斷優(yōu)化模型，最終得到模型的相關(guān)系數(shù)(R)為0.9959，校正均方差(RMSEC)為0.481。將所得模型進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。相信在未來，成功的模型會(huì)被大量應(yīng)用于中餐工藝的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有望在雞肉質(zhì)量檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用，大大降低標(biāo)準(zhǔn)化中餐產(chǎn)業(yè)的成本。

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