[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1687749A [43]公开日2005年10月26日
[21]申请号200510059937.7[22]申请日2005.04.01
[21]申请号200510059937.7
[71]申请人中国农业大学
地址100094北京市海淀区圆明园西路2号
[72]发明人黄岚 王忠义 侯瑞峰 吴平 黄燕 [74]专利代理机构北京泛华伟业知识产权代理有限公司代理人王凤华
[51]Int.CI 7G01N 21/49G06F 19/00
权利要求书 3 页 说明书 8 页 附图 4 页
[54]发明名称
[57]摘要
本发明提供一种用于检测畜禽肉类深层新鲜度
的无损快速检测的方法及装置。该方法采用3束已
在肉品表面上两个不同环形区域内检测肉品中散射
出来的不同波长的光强度，用吸收系数与散射系数
的乘积平均值表示新鲜程度。该装置包括光电检测
单元、中央处理单元、显示单元；其中光电检测单
元中的光源顺序地发出3个不同的波长的光，两个
光电探测器为以光源为圆心不同中心半径的两个圆
环。本发明能够监测畜禽肉类的深层新鲜度，精度
高，专一性强，适合现场的快速检测。
200510059937.7权 利 要 求 书第1/3页
1.一种畜禽肉类新鲜度无损快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)用至少3束已知强度的波长范围为730nm～1100nm的不同波长的光从肉品
表面射入肉品内部，在肉品表面上包括第一区域和第二区域的至少两个不同区域内
检测肉品中散射出来的不同波长的光强度；
2)由下面的公式计算出各束光的漫射比率R k x：
式中，k＝1，2，……n，表示不同波长的光源的脚标，n≥3；I k为第k束光入射的光强；I kr x为第k束光经过被检测物体的组织内部散射之后在肉品表面区域检测到的漫
射光强；x＝1，2；1表示第一区域，2表示第二区域；r为漫射光的标识；
3)对同一波长的入射光，但在不同区域上检测到的漫射比率值按下面所述的
公式进行数据运算：
式中，λk表示不同波长；Δρ为两个区域的中心距离；ρ为与入射光束相距较远的区域与入射光束的距离；μa为吸收系数，μs为散射系数，用吸收系数与散射系
数的乘积平均值表示新鲜程度，这个指标为fre index；
4)根据fre index的值将肉品的新鲜度分三级：fre index≥0.075mm-2表示一级新鲜度，0.075mm-2＞fre index≥0.055mm-2表示次级新鲜度，fre index＜0.055mm-2表示变质。
2.根据权利要求1所述的畜禽肉类新鲜度无损快速检测方法，其特征在于，步
骤1)中所述至少两个区域是以入射光束为中心的两个中心半径不同的环形区域，
第二环形区域的圆环的中心半径为10mm～40mm，第一环形区域的中心半径小于第二
环形区域的中心半径，且两个同心环形区域的中心半径之差为2m m～6m m。
骤1)中所述的至少3束光是依次入射，每次入射光的持续时间为150μs，间隔时间小于1ms。
4.一种畜禽肉类新鲜度无损快速检测装置，其特征在于，包括光电检测单元、中央处理单元、显示单元；
所述光电检测单元包括载体、位于载体中心的光源、至少两个光电探测器；所述光源为LED发光管或激光光源或装有滤光片的白炽灯，所述光源顺序地发出至少三种不同波长的光；所述载体采用硅胶压膜或注塑形成的片体； 所述中央处理单元包括微控制器、光源功率稳定电路、信号处理电路和存储器；所述光源功率稳定电路的驱动端通过线缆与光源连接，所述光源功率稳定电路的控制端与所述微控制器的输入/输出端连接；所述光电检测单元中的至少两个光电探测器通过线缆与所述信号处理电路的输入端连接；所述信号处理电路的输出端、控制端分别与所述微控制器的输入/输出端连接；所述存储器与微控制器连接，用于存储测量数据； 所述显示单元与所述微控制器的数据端连接，用于显示测量结果。
5.根据权利要求4所述的畜禽肉类新鲜度无损快速检测装置，其特征在于， 所述至少两个光电探测器为圆环形的，形成以所述光源为圆心的、不同半径的同心圆环；所述圆环形的第一光电探测器的中心半径为10mm～40mm，所述圆环形的第二光电探测器的中心半径大于第一光电探测器的中心半径，两者的半径之差为2mm～6mm；所述光源发出光的波长范围为730nm～1100nm。
6.根据权利要求4所述的畜禽肉类新鲜度无损快速检测装置，其特征在于，所述信号处理电路包括前置放大电路、低通滤波电路、采样保持电路顺序串联连接；所述前置放大电路的输入端与所述至少两个光电探测器的信号端连接；所述采样保持电路的控制端与微控制器的输入/输出端连接，微控制器内部的模拟数字转换电路对输入信号进行转换；所述光源发出的至少三种不同波长的光，其波长分别为730nm、830nm和970nm。
7.根据权利要求4所述的畜禽肉类新鲜度无损快速检测装置，其特征在于，所述光电探测器为硅光电池或其他光电探测器，其响应波长范围应包括光源发光的波长。
8.根据权利要求4所述的畜禽肉类新鲜度无损快速检测装置，其特征在于，还包括一输入单元与所述微控制器连接，所述的输入单元为一组按键及相应的电路，用于测量、保存等控制操作。
包括一打印机接口与所述微控制器连接，用于外接打印机设备。
10.根据权利要求4所述的畜禽肉类新鲜度无损快速检测装置，其特征在于，还包括一串行接口与所述微控制器连接，用于向如个人计算机等其他设备传输数据。
200510059937.7说 明 书第1/8页一种畜禽肉类新鲜度无损快速检测的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种畜禽肉类新鲜度检测的方法及装置，特别涉及一种用于检测畜禽肉类深层新鲜度的无损快速检测的方法及装置。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，肉类消费量日益增大，人们对于肉类的品质卫生要求更是不断提高，如何准确的评定肉品的新鲜程度关系着人们的切身利益。我国对鲜冻畜禽肉的卫生标准都有明文规定，根据卫生标准，对肉品新鲜程度的评定主要采用感官标准与理化标准相结合的方法。感官标准主要参考的是肉品泽、粘度、弹性、气味等；理化标准主要是对肉品挥发性盐基氮等的测定。 肉的变质主要是指在微生物蛋白酶和肽链内切酶等作用下肉类蛋白质的腐败分解过程。因而目前判定肉品新鲜度主要从肉品的感观性状、腐败分解产物的特性及含量、细菌的数量及污染程度三个方面来进行，现有的检测技术主要有如下几种：(1)挥发性盐基氮(TBV-N)的测试：无论采用凯氏定氮法，还是采用分光光谱法，都要对肉品做前处理，提取肉浸液后再进行测定。其操作步骤烦琐，测试时间长，而且不是无损检测，难以满足当前对于大批量样品快速无损的检测要求。(2)通过测试pH值表示对新鲜度的影响：美国专利申请号20020027074，专利名称为“pH sensor”中介绍的用pH值来表示稻米的新鲜度，但pH值用于畜禽肉的新鲜度测试时，易受到诸如品种、采样部位、家畜宰前状况等因素影响，因而难以单独用这一个指标反映出肉品新鲜度变化的真实情况。(3)K值测量法：动物死亡后，其肉品中的三磷酸腺苷ATP在ATP酶的作用下，依次分解为二磷酸腺苷(ADP)→一磷酸腺苷(AMP)→肌苷酸(IMP)→次黄嘌呤核苷(HER)、次
黄嘌呤(HE)。肌苷酸(IMP)又称5′-次黄嘌呤核苷酸，是ATP在分解过程的中间产物，而ATP分解的最终产物为次黄嘌呤核苷、次黄嘌呤。将次黄嘌呤核苷、次黄嘌呤的累积量与上述分解过程物质的质量之和的比值称为K值。如日本专利JP59130200中公开的方法，取得一定量的肉浸液，分离提纯样品中的ATP和分解物。但该方法提取样品需要做大量的前处理工作，而且测试的是肉中的提取物，不能满足无损、快速、准确的要求。(4)通过气味分
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