鸡蛋新鲜度的光学检测仪器设计和开发开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1、课题的意义：禽蛋是人类重要的营养食品，其具有高蛋白、低脂肪及多种营养元素，易于消化吸收等特点，深受大众喜爱[1]。

蛋的品质直接影响其食用品质，蛋的新鲜程度则是最重要的品质因素。

禽蛋新鲜度是衡量蛋品质的一个重要经济指标，也是影响禽蛋销售的一个主要因素，直接关系到禽蛋的商品等级、市场竞争力、经济效益和人们的饮食健康。

2. 研究的基本内容和问题

参考文献：[1] 孙俊，刘彬，毛罕平，等.基于介电特性与蛋黄指数回归模型的鸡蛋新鲜度无损检测[j].农业工程学报，2016，32（21）：290-295.[2] 张文昭，周文真，刘宏喜，等.禽蛋新鲜度检测研究进展[j].湖南科技学院学报，2011，32（12）：54-56.[3] 陈斌.鸡蛋品质光电检测的研究[j].江苏理工大学学报，1996，17（6）：1-5.[4] 吴瑞梅，严霖元，乔振先.不同品种鸡蛋新鲜度与其光特性的相关关系[j].江西农业大学学报，2004，26（5）：781-784.[5] 林颢,赵杰文,陈全胜,等.近红外光谱结合一类支持向量机算法检测鸡蛋的新鲜度[j].光谱学与光谱分析，2010，30（4）：929-932.[6] 王巧华，熊利荣，丁幼春,等.鸡蛋新鲜度神经网络检测系统的研究[j].华中农业大学学报，2005，24（6）：630-632.[7] 王凤朝，刘兴堂，黄树采．基于模糊证据理论的多特征目标融合检测算法[j].光学学报，2010，30(3)：713-719[8] 刘燕德，乔振先.鸡蛋光特性及其与新鲜度的相关性研究[j].江西农业大学学报，2002，24（1）：45-48.[9] alessandro giunchi, annachiara berardinelli, luigi ragni et al. non-destructive freshness assessment of shell eggs using. ft-nir spectroscopy[j]. journal. of food engineering, 2008, 89(2): 142-149[10] rodriguez-otero j l, hermida m, centeno j. analysis of dairy product by near. infrared spectroscopy. [j]. journal of agriculture and food chemistry, 1997, 45: 815- 2819.研究的目标、内容和拟解决的关键问题1、研究的目标：旨在利用近红外光谱技术快速无损检测禽蛋的新鲜度，建立出一种新的能够应用于蛋品质量监督和鸡蛋市场分级的快速无损检测方法。

2、研究内容：本实验将利用自行搭建的近红外光谱检测平台对贮藏梯度时间的鸡蛋进行光谱采集，同步追踪鸡蛋内部品质变化（哈夫单位、蛋黄指数和失重率），并通过光谱区间筛选的方法，找出鸡蛋新鲜度变化后各个指标在近红外透射光谱区域的表征及其相关关系，为在无损状态下检测鸡蛋内部品质、评价鸡蛋新鲜度的研究提供理论依据。

3、拟解决的关键问题哈夫单位、蛋黄指数和失重率是国际上鸡蛋品质和新鲜度现场分级的衡量指标，但迄今为止，利用光谱技术对哈夫单位、蛋黄指数和失重率等品质参数综合的无损同步检测技术还鲜有报道，而传统检测手段的精度和效率急需提高。

3. 研究的方法与方案

1、研究方法：利用哈夫单位、蛋黄指数和失重率三个新鲜度指标评价储藏时间不同的鸡蛋新鲜度。

再选用光谱仪maya2000，使用强度适宜的光源，自行搭建近红外光谱检测平台进行光谱采集，通过采集反映鸡蛋内部品质的近红外（550-985 nm）透射光谱对其进行无损、快速定量分析，拟采用联合区间偏最小二乘法对鸡蛋近红外光谱进行特征谱区或特征波长的筛选，并用si-pls方法建立预测模型，通过线性判别分析方法对鸡蛋的贮藏时间进行区分和归类，从而较好地区分鸡蛋的新鲜度并评级。

2、技术路线：见附件3、实验方案3.1材料与仪器3.1.1材料选取褐壳无污斑、无裂纹新鲜蛋145枚。

4. 研究创新点

特色或创新之处（1）实验采集的近红外光谱往往受到基线漂移、高频随机噪声、光散射等影响，导致近红外光谱的基线飘移和光谱的不重复，因此需要进行光谱预处理来消除噪声。

采用平滑处理、二阶导数、多元散射校正(multiplicative scatter correction，msc)等预处理方法对原始光谱的吸光度进行预处理，可以尽可能剔除与样品自身无关的信息，提高数学模型的预测能力和稳健性。

（2）迄今为止，利用光谱技术对哈夫单位、蛋黄指数和失重率等新鲜度指标综合参数的无损同步检测技术还鲜有报道，且传统检测手段的精度和效率急需提高。

5. 研究计划与进展

（1）研究计划： 实验前期准备工作2018年1月20日 2018年3月15日 按照实验方案开展实验2018年3月16日 2018年4月15日实验数据结果分析、总结2018年4月16日 2018年4月23日 撰写相关研究报告2018年4月23日 2018年5月3日（2）预期进展阶段一：准备实验所需材料与仪器，搭建近红外检测平台；阶段二：采集鸡蛋的近红外光谱，理化方法检测鸡蛋新鲜度阶段三：建立数据模型，分析与讨论实验结果