便携式水产品多品质参数拉曼检测装置设计与试验

摘要

水产品在捕捞后极易发生腐败变质,传统的品质检测系统体积大、移动不便、操作复杂,不利于实际应用推广。为了满足水产品品质快速、实时、无损的检测需求,基于拉曼光谱技术,研发了便携式水产品多品质参数检测装置。该装置的硬件系统主要包括光源模块、光谱采集模块、系统控制处理模块、电源模块、通信模块。采用标准正态变量变换、Whittaker平滑算法、自适应迭代重加权惩罚最小二乘算法对该硬件系统采集的拉曼光谱数据进行平滑和背景扣除处理,结合国标方法采集到的鲳鱼颜色b*、硫代巴比妥酸标准理化值(TBA值)、挥发性盐基氮(Total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量,建立了鱼肉品质多指标偏最小二乘定量预测模型。鲳鱼颜色b*、TBA值、TVB-N含量的验证集相关系数分别为0.907、0.897、0.915,验证集均方根误差分别为1.315、0.104 mg/(100 g)、2.875 mg/(100 g)。基于MFC基础类库完成实时分析控制软件设计,将预测模型植入软件内,交叉编译下载到检测装置中,实现水产品多品质参数指标一键检测。最后对装置的稳定性进行了测试,18条鲳鱼样品的颜色b*、TBA值、TVB-N含量的装置预测值与标准理化值的相关系数分别为0.927、0.883、0.904,均方根误差分别为1.139、0.271 mg/(100 g)、1.896 mg/(100 g)。结果表明,便携式水产品多品质参数拉曼检测装置可以实现鲳鱼颜色b*、TBA值、TVB-N含量的多指标实时无损检测。