食品质量安全快速无损检测技术及装备

目录 前言 第1章 绪论 1 1.1 食品无损检测技术概述 1 1.1.1 食品无损检测技术内涵 1 1.1.2 食品无损检测技术发展历程 2 1.1.3 国际食品无损检测技术发展趋势 3 1.2 食品无损检测技术特征 6 1.2.1 光学特性检测技术 7 1.2.2 声(力)学特性及无损检测技术 12 1.2.3 仿生传感检测技术 13 1.2.4 电磁特性检测技术 14 1.2.5 多传感器信息融合检测技术 14 1.3 食品快速无损检测装备及发展趋势 15 1.3.1 食品收储过程中的质量安全快速无损检测装备 16 1.3.2 食品加工过程中的智能化品质检测设备 16 1.3.3 无损检测装备的发展趋势 17 参考文献 18 第2章 近红外光谱检测技术 20 2.1 近红外光谱检测技术概述 20 2.1.1 近红外光谱技术简介 20 2.1.2 近红外光谱的产生 20 2.1.3 近红外光谱检测技术的基本原理 21 2.2 近红外光谱检测系统 24 2.2.1 近红外光谱仪的基本结构 24 2.2.2 近红外光谱仪的主要性能指标 25 2.2.3 近红外光谱检测处理流程 27 2.3 近红外光谱数据处理方法 30 2.3.1 光谱数据预处理 30 2.3.2 光谱数据变量筛选 42 2.3.3 光谱数据变量降维 57 2.3.4 光谱数据数学模型建立 62 2.4 近红外光谱技术在食品品质安全检测中的应用 65 2.4.1 在谷物品质检测中的应用 65 2.4.2 在果蔬内部成分快速预测中的应用 67 2.4.3 在酒醋饮品品质检测中的应用 69 2.4.4 在禽肉品质快速检测中的应用 72 2.4.5 在禽蛋新鲜度检测中的应用 76 2.4.6 在茶叶品质检测中的应用 78 2.4.7 在其他领域中的应用 81 参考文献 82 第3章 仿生传感检测技术 85 3.1 仿生传感检测技术概述 85 3.1.1 仿生传感检测技术简介 86 3.1.2 仿生传感检测技术特点 86 3.2 仿生传感系统及工作原理 87 3.2.1 电子视觉传感技术 87 3.2.2 电子嗅觉传感技术 90 3.2.3 电子味觉传感技术 94 3.3 仿生传感检测系统信号处理与识别 97 3.3.1 仿生传感的响应表达式 97 3.3.2 特征提取、选择和归一化 98 3.3.3 模式识别方法 99 3.4 仿生传感检测技术在食品质量安全检测中的应用 102 3.4.1 电子视觉技术在食品质量安全检测中的应用 103 3.4.2 电子鼻技术在食品质量安全检测中的应用 106 3.4.3 电子舌技术在食品质量安全检测中的应用 110 参考文献 114 第4章 彩色成像检测技术 117 4.1 彩色成像检测技术概述 117 4.1.1 食品外观的彩色成像检测技术简介 117 4.1.2 计算机视觉图像处理 118 4.2 彩色成像系统与设备 120 4.2.1 图像采集部件 120 4.2.2 图像处理部件 121 4.2.3 图像输出部件 122 4.3 计算机图像处理的方法 122 4.3.1 数字图像的表征与处理 122 4.3.2 数字图像的特征分析 129 4.3.3 图像纹理的特征分析 131 4.4 彩色成像技术在食品质量安全检测中的应用 134 4.4.1 在农产品中的应用 134 4.4.2 在动物产品中的应用 142 4.4.3 在水产品中的应用 150 4.4.4 在其他领域中的应用 150 参考文献 151 第5章 光谱成像检测技术 153 5.1 光谱成像检测技术概述 153 5.1.1 光谱成像技术简介 153 5.1.2 光谱成像系统 154 5.2 光谱成像检测技术及系统 154 5.2.1 高光谱成像技术 154 5.2.2 多光谱成像技术 156 5.2.3 高光谱显微成像技术 157 5.2.4 红外激光成像技术 159 5.2.5 拉曼光谱成像技术 161 5.3 光谱成像数据和处理分析 162 5.3.1 光谱图像数据的组成 162 5.3.2 光谱图像数据描述模型 163 5.4 光谱成像技术在食品质量安全检测中的应用 164 5.4.1 在农产品检测中的应用 164 5.4.2 在液体食品检测中的应用 169 5.4.3 在家禽检测中的应用 170 5.4.4 在水产品检测中的应用 173 5.4.5 在其他食品检测中的应用 174 5.5 结论与展望 175 参考文献 175 第6章 气味成像化检测技术 178 6.1 气味成像化检测技术概述 178 6.1.1 气味成像化原理 179 6.1.2 色敏材料选取显色机理分析 183 6.2 气味成像化检测技术方法及仪器 188 6.2.1 色敏材料的纳米化处理 188 6.2.2 气味成像化检测系统 192 6.2.3 色敏传感器系统的软件设计 195 6.3 气味成像化图像信号处理与分析 197 6.3.1 不同颜色空间下的特征值提取 197 6.3.2 颜色反应区域的中心点定位方法 198 6.3.3 目标图像特征区域的选取 200 6.4 气味成像化技术在食品质量安全检测中的应用 202 6.4.1 在谷物质量安全检测中的应用 202 6.4.2 在酒醋类风味食品质量安全检测中的应用 206 6.4.3 在茶叶品质安全检测中的应用 210 6.4.4 在禽肉质量安全检测中的应用 211 6.4.5 在水产品质量安全检测中的应用 212 6.4.6 在水果质量安全检测中的应用 213 6.4.7 在其他领域中的应用 214 参考文献 214 第7章 声(力)学检测技术 218 7.1 声(力)学检测技术概述 218 7.1.1 物体的机械振动波 218 7.1.2 质点及弹性体的振动 219 7.2 声(力)学检测系统和原理 220 7.2.1 振动响应信号采集和分析平台 220 7.2.2 振动力学信号的采集和处理流程 223 7.3 声(力)学信号处理与分析 224 7.3.1 信号处理 224 7.3.2 特征提取与分析 226 7.4 声(力)学检测技术在食品质量安全检测中的应用 229 7.4.1 在禽蛋蛋壳强度检测中的应用 229 7.4.2 在禽蛋蛋壳破裂检测中的应用 231 7.4.3 在水果品质检测中的应用 233 7.4.4 在其他食物检测中的应用 236 7.5 结论与展望 237 参考文献 237 第8章 多传感器信息融合检测技术 239 8.1 多传感器信息融合检测概述 239 8.1.1 多传感器信息融合的一般概念 239 8.1.2 多传感器信息融合技术的原理和方法 240 8.2 多传感器信息融合的数据处理 242 8.2.1 多传感器信息融合数据处理方法 242 8.2.2 多传感器信息融合技术在食品质量安全无损检测中的一般步骤 248 8.3 多传感器信息融合检测技术在食品品质评定中的应用 252 8.3.1 多传感器信息融合技术检测黄酒品质 252 8.3.2 多传感器信息融合技术检测茶叶品质 253 8.3.3 多传感器信息融合技术在肉类品质检测上的应用 255 8.4 结论与展望 257 参考文献 257 第9章 农产品收储过程品质的快速无损便携式检测装备 260 9.1 大宗农产品收储过程现场化检测指标 260 9.2 常见的农产品现场化便携式快检设备 262 9.2.1 便携式近红外光谱仪 262 9.2.2 便携式电子鼻 263 9.2.3 便携式光谱成像设备 264 9.2.4 便携式声振动检测装置 265 9.2.5 便携式气味成像化技术检测装置 266 9.3 农产品品质现场快检便携式系统研发案例 267 9.3.1 基于近红外光谱技术的水果品质便携式检测系统 267 9.3.2 基于振动力学的农产品结构品质检测系统 274 9.3.3 便携式气味成像系统在大米新鲜度检测中的应用 278 9.3.4 基于电子鼻传感器阵列的茶叶风味分析系统 285 参考文献 292 第10章 食品加工过程品质在线智能监控装备 294 10.1 食品加工过程在线智能监控概述 294 10.2 食品加工过程在线智能监控装备 297 10.2.1 基于近红外光谱技术的农产品在线监测装备 297 10.2.2 基于电子鼻的农产品在线监测装备 299 10.2.3 基于机器视觉的农产品在线监测装备 299 10.2.4 基于X 射线成像技术的农产品在线监测装备 300 10.2.5 基于声学技术的农产品在线监测装备 301 10.2.6 基于气味成像化技术的农产品在线监测装备 303 10.3 农产品初加工在线检测分级的应用案例 304 10.3.1 禽蛋初加工过程中的智能化监控分级 304 10.3.2 苹果在线智能化监控分级 311 10.4 食品加工过程智能监控应用案例 314 10.4.1 酿造酒发酵过程的质量在线监控 314 10.4.2 食醋酿造过程的质量在线监控 317 10.4.3 茶叶发酵过程的品质在线监控 320 10.4.4 肉制品的品质在线监控 323 10.4.5 乳制品的品质在线监控 325 参考文献 325 索引 327