萊森光學(xué)（深圳）有限公司
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閱讀：325發(fā)布時間：2022-10-3
高光譜成像技術(shù)可以快速預(yù)測雞蛋液菌落總數(shù)嗎？今天，讓萊森小編帶大家一起來看看~
對雞蛋內(nèi)容物進(jìn)行病源微生物分離和鑒定可以發(fā)現(xiàn)，假單胞菌屬是優(yōu)勢菌屬，其中銅綠假單胞菌（又稱綠膿桿菌）參與雞蛋過程。銅綠假單胞菌作為肉源的優(yōu)勢菌種，具有來源范圍廣、耐藥性強(qiáng)等特點(diǎn)，可分解肉中的氨基酸產(chǎn)生硫化物等有害次級代謝產(chǎn)物，并進(jìn)一步加速肉的進(jìn)程。而雞蛋液作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的豐富來源，是理想的微生物培養(yǎng)基，因此對雞蛋液中微生物進(jìn)行預(yù)測對保障雞蛋品質(zhì)安全具有重要意義。
因此，萊森小編通過收集不同程度雞蛋液的光譜特性和菌落信息，結(jié)合多元統(tǒng)計分析方法，為實(shí)現(xiàn)高光譜技術(shù)對雞蛋液中菌落總數(shù)的定量分析提供參考。
1、雞蛋液中菌落總數(shù)的變化情況分析
隨貯存時間的延長，兩組樣本蛋清中菌落數(shù)量變化趨勢呈現(xiàn)S型曲線，存在明顯的遲緩期和對數(shù)生長期，其中對照組變化相對平穩(wěn)。污染組樣本初始菌落數(shù)為3.2（lg（CFU/g）），在初始培養(yǎng)3 d內(nèi)，菌落數(shù)量增幅僅為0.3（lg（CFU/g））；培養(yǎng)至第7天，增幅達(dá)到4.5（lg（CFU/g））。由于在接菌的初始階段，蛋清中的抗菌成分（如和卵轉(zhuǎn)鐵蛋白等）仍對外界病源微生物起到抵抗作用；此外，這也由菌種自身生長特性所決定，在接種至新的環(huán)境中，需要通過短暫調(diào)節(jié)才能實(shí)現(xiàn)后期的快速增長和繁殖，類似的研究現(xiàn)象也出現(xiàn)在瓊脂平板和豬肉上。
2、基于高光譜技術(shù)的雞蛋液中菌落總數(shù)的預(yù)測
光譜分析
綜上原因，對于雞蛋液樣本來說，隨微生物數(shù)量的增加，蛋清和蛋黃均會發(fā)生相應(yīng)的變化，導(dǎo)致整體雞蛋液樣本對可見-近紅外光（400～1 000 nm）的吸收能力變強(qiáng)，反射率變小。
光譜預(yù)處理
對于蛋清和全蛋液，原始光譜經(jīng)預(yù)處理后，除Autoscale預(yù)處理外其他預(yù)處理方法下PLS模型的RCV均有所下降；交互驗(yàn)證均方根誤差（RMSECV）均有所上升，表明并不是所有的預(yù)處理方法都對模型的預(yù)測精度有所提高。
特征波長的提取
根據(jù)SPA得出的均方根誤差（RMSE）作為挑選特征變量數(shù)的依據(jù)。蛋清、蛋黃和全蛋液樣本的變量個數(shù)分別為11、12和15時，RMSE最小為0.48、0.54（lg（CFU/g））和0.69（lg（CFU/g）），此后隨著變量數(shù)增加，RMSE不再減小，因此蛋清樣本的特征波段數(shù)為11 個，蛋黃樣本的特征波長數(shù)為12 個，雞蛋樣本的特征波段數(shù)為15 個。
模型的建立
對于蛋清樣本，比較全波段-PLS和全波段-SVM模型，全波段-PLS模型中RC和RP（0.84和0.79）低于全波段-SVM模型中的RC和RP（0.85和0.80），RMSEP（0.67（lg（CFU/g）））高于SVM模型中的RMSEP（0.64（lg（CFU/g）））；經(jīng)SPA算法篩選特征波段后所建的SPA-PLS模型中RP下降0.01，RMSEP上升0.02（lg（CFU/g）），SPA-SVM模型中RP上升0.01，RMSEP下降0.01（lg（CFU/g））。
結(jié) 論
在雞蛋液污染過程中，微生物經(jīng)歷短暫適應(yīng)期后快速繁殖擴(kuò)增，并對蛋黃膜造成破壞，致使雞蛋出現(xiàn)散黃現(xiàn)象，侵染全過程均會嚴(yán)重影響光譜的吸收和反射特性。
對原始光譜進(jìn)行預(yù)處理后建立PLS預(yù)測模型發(fā)現(xiàn)：Autoscale預(yù)處理效果相對，對應(yīng)蛋清樣本的RCV和RMSECV為0.83和0.51（lg（CFU/g）），蛋黃樣本的RCV和RMSECV為0.78和0.51（lg（CFU/g）），全蛋液樣本的RCV和RMSECV為0.79和0.65（lg（CFU/g））。
對比全波段與特征波段下的蛋清、蛋黃和全蛋液樣本的PLS和SVM預(yù)測模型發(fā)現(xiàn)，SPA-SVM預(yù)測效果。蛋清樣本的RC和RP為0.85和0.81，RMSEC和RMSEP為0.50（lg（CFU/g））和0.63（lg（CFU/g））；蛋黃樣本的RC和RP為0.86和0.82，RMSEC和RMSEP為0.42（lg（CFU/g））和0.47（lg（CFU/g））；全蛋液樣本RC和RP為0.83和0.75，RMSEC和RMSEP為0.60（lg（CFU/g））和0.75（lg（CFU/g））；其中蛋清和蛋黃樣本所建模型預(yù)測效果均高于全蛋樣本所建模型。
在整個污染過程中，分析微生物在蛋液中生長情況和建模的效果表明，實(shí)際生產(chǎn)過程中建議選擇蛋清的平均光譜對微生物進(jìn)行預(yù)測。對于單個樣本來說，整個預(yù)測過程只需幾分鐘便可完成，證實(shí)高光譜成像技術(shù)可以用于雞蛋液中菌落污染程度的快速預(yù)測，為后續(xù)雞蛋質(zhì)量安全控制提供新的方案和思路。
好了，以上就是有關(guān)高光譜成像技術(shù)可以快速預(yù)測雞蛋液菌落總數(shù)嗎的解答，希望可以幫助到大家~
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