基于激光诱导击穿光谱对长白山黑猪肉部位分类

摘要

猪肉内部结构成分复杂,各部位的成分相似,分辨较为困难.结合激光诱导击穿光谱技术,通过光谱分析的方式提高分类精度.以5种不同部位的长白山黑猪肉(里脊肉、梅花肉、后腿肉、前腿肉、五花肉)作为待测样品,通过冷藏、切片等预处理方法,探究激光诱导击穿光谱技术鉴别猪肉脂肪与肌肉及其不同部位的可行性.首先通过采集猪肉脂肪样品与肌肉样品的LIBS谱线信息发现,猪肉中Mg,K,Fe,Cu,Ca和Na等元素较为丰富,并在脂肪样品光谱中发现C—N键,与肌肉样品LIBS谱线信息相比,脂肪样品受其内部水分、有机质成分影响致使其谱线信息背景和噪声信号干扰较大,二者谱线信息存在一定差异,说明LIBS可对脂肪组织与肌肉组织进行鉴别.通过对目标元素Ca,Na,Mg,K和Al其LIBS特征谱线强度进行检测,计算M g/Ca,Al/Ca,Na/Ca和K/Ca比值,发现与Al/Ca和M g/Ca相比,Na/Ca和K/Ca各部位元素比值分布差异明显,在此基础上,根据Na/Ca和K/Ca比值,计算猪肉各部位元素分布决策阈值[(1-α)=90％].发现与Al/Ca和M g/Ca比值相比,Na/Ca和K/Ca更能明显的反应出各部位元素分布的不同.其比值分布阈值基本可对猪肉各部位进行区分.以前腿肉与后腿肉为例,前腿肉Na/Ca和K/Ca比值分别分布在1.29～1.58和0.31～0.42,后腿肉Na/Ca和K/Ca比值分别分布在0.98～1.18和0.15～0.23.其元素比值分布无明显重叠.最后,为提高L IBS技术对猪肉不同组织分类的可靠性,将光谱元素强度比值数据与主成分分析法相结合,基本可以实现对猪肉各部位的分类,说明元素特征谱线强度比值在对猪肉各部位分类时具有一定的预测精度.该工作证明,使用激光诱导击穿光谱技术对猪肉进行分类识别等定性分析时具有一定可行性,有望适用于其他生物组织检测分析.