1. Tầm quan trọng của việc kiểm tra chất lượng thực phẩm

Công nghệ hình ảnh quang phổ cao (HSI) là phương tiện phát hiện tiên tiến để kết hợp phân tích phổ và hình ảnh không gian, xây dựng một hệ thống phân tích chính xác cao * bit đầy đủ trong lĩnh vực phát hiện chất lượng thực phẩm, thể hiện giá trị ứng dụng không thể thay thế. Công nghệ này thông qua việc thu thập đồng bộ các đặc điểm quang phổ của mẫu và thông tin phân bố không gian, đạt được sự phát hiện tích hợp của hình thái xuất hiện của ngũ cốc và các thành phần bên trong - dữ liệu hình ảnh không gian có thể xác định chính xác các chỉ số chất lượng bên ngoài như nấm mốc, hạt không hoàn thiện, độ tinh khiết của giống, đặc điểm quang phổ có thể phân tích sâu sự phân bố nội dung và đặc tính cấu trúc vật lý của các thành phần hóa học cốt lõi như độ ẩm, protein, tinh bột, để đạt được đánh giá chất lượng toàn diện của "lõi".

So với các phương pháp thử nghiệm truyền thống dựa vào các tác nhân hóa học, thời gian thử nghiệm dài, có những hạn chế phá hoại, công nghệ HSI với lợi thế cốt lõi là "nhanh chóng, khách quan, không tiếp xúc và không phá hủy", đã đạt được sàng lọc hiệu quả cao của một số lượng lớn các mẫu, vừa tránh được nguy cơ ô nhiễm thứ cấp do thử nghiệm hóa học, vừa cải thiện đáng kể hiệu quả thử nghiệm và độ chính xác của kết quả, phù hợp với nhu cầu phát triển của kiểm soát an toàn thực phẩm hiện đại và quản lý chất lượng tốt. Với sự tiến bộ liên tục của thị giác máy tính, học máy và công nghệ học sâu, ứng dụng HSI trong kiểm tra chất lượng ngũ cốc sẽ thông minh hơn, cung cấp tinh chất cho các liên kết như sản xuất nông nghiệp, chế biến thực phẩm và lưu trữ ngũ cốcCác phương tiện kiểm soát chất lượng chuẩn và hiệu quả cao giúp thúc đẩy ngành công nghiệp thực phẩm của Trung Quốc phát triển theo hướng chất lượng cao và thông minh.

2. Ứng dụng công nghệ hình ảnh quang phổ cao trong kiểm tra chất lượng vật lý và hóa học ngũ cốc

An et al. (2024) đã phát triển một phương pháp đánh giá sức sống của hạt ngô đơn không phá hủy màu xanh lá cây bằng cách kết hợp các kỹ thuật hình ảnh quang phổ cao với chiến lược tổng hợp dữ liệu.

Sử dụng hoạt động catalase (CAT) và hàm lượng propylene dialdehyde (MDA) làm chỉ số sinh hóa chính, các mẫu hạt giống với các gradient lão hóa khác nhau đã được xây dựng dựa trên các thí nghiệm lão hóa nhân tạo và dự đoán hàm lượng CAT và MDA bằng cách sử dụng mô hình hồi quy bình phương nhỏ nhất một phần (PLSR), kết hợp với chiến lược tổng hợp dữ liệu tầng thấp và trung bình để tối ưu hóa hiệu suất mô hình (RPD bộ dự đoán lần lượt là 2,11 và 2,93). Tiếp tục đề xuất chiến lược phân biệt ngưỡng kép, phân loại hiệu quả năng lượng hạt giống đạt được bằng cách thiết lập ngưỡng chung cho hoạt động CAT (ngưỡng 317 μmol · min ⁻U · g ⁻U) và hàm lượng MDA (ngưỡng 22 nmol · g ⁻U), với độ chính xác 92,9%.

Phương pháp này cung cấp một cơ sở định lượng có thể giải thích được để đánh giá sức sống của hạt giống thông qua sự liên quan của các chỉ số sinh hóa với các đặc điểm phổ, kết hợp hiệu quả cao, thân thiện với môi trường và độ chính xác cao so với thử nghiệm nảy mầm truyền thống và mô hình quang phổ duy nhất, cung cấp ý tưởng mới cho quản lý chất lượng hạt giống nông nghiệp. Quá trình nghiên cứu được thể hiện trong Hình 7.

Sơ đồ quy trình nghiên cứu 8

Thông số sản phẩm Thông tin sản phẩm Bình Luận(

Giang Tô Shuangli Hợp Phổ là một quốc gia * cấp cao * doanh nghiệp công nghệ, tập trung vào nghiên cứu và phát triển công nghệ hình ảnh quang phổ cao, sản phẩm của nó có thể bao gồm ngũ cốc "giám sát lĩnh vực - kiểm tra lưu trữ - sàng lọc giống" tất cả các yêu cầu quá trình, cốt lõi được khuyến nghị như sau:

Hệ thống hình ảnh quang phổ cao (Model: GaiaSky-mini-VLidar)

Thông số cốt lõi

Cảnh kiểm tra chất lượng thực phẩm phù hợp

Giám sát diện tích lớn trên đồng ruộng:Thích hợp để cảnh báo chất lượng thời gian sinh trưởng của ngô, lúa và các loại cây trồng khác (chẳng hạn như phân bố độ ẩm, hàm lượng chất diệp lục), kết hợp với đám mây điểm ba chiều của LIDAR, có thể liên quan đến loại cây trồng và chất lượng hạt (chẳng hạn như chiều cao của gai và hàm lượng tinh bột);

Sàng lọc Daejeon trước khi lưu trữ:Quét nhanh đất nông nghiệp, xác định sơ bộ độ ẩm ngũ cốc, hàm lượng axit béo bằng dữ liệu phổ cao, sàng lọc các khu vực chất lượng cao để ưu tiên mua lại, giảm nguy cơ nấm mốc lưu trữ

Hệ thống huỳnh quang chlorophyll cảm ứng ánh sáng ban ngày (Model: GaiaSky-SP-SIF)

Cảnh kiểm tra chất lượng thực phẩm phù hợp

Giám sát sức khỏe giai đoạn sinh trưởng thực phẩm:Phản ánh hiệu quả quang hợp của cây trồng thông qua huỳnh quang diệp lục (đỉnh 690nm/760nm), cảnh báo hạn hán, sâu bệnh và các căng thẳng khác (căng thẳng có thể dẫn đến tăng axit béo, giảm protein), đảm bảo chất lượng thực phẩm cuối cùng;

Hỗ trợ sàng lọc giống:So sánh các đặc điểm huỳnh quang của các giống ngũ cốc khác nhau, kết quả kiểm tra hàm lượng protein muộn, sàng lọc nhanh các giống chất lượng cao

4. Tóm tắt

Công nghệ quang phổ cao đã chuyển từ "nghiên cứu trong phòng thí nghiệm" sang "ứng dụng công nghiệp thực phẩm", có thể đạt được kiểm tra không phá hủy toàn diện về độ ẩm, hàm lượng dinh dưỡng, sức sống của hạt giống; Hệ thống quang phổ cao mang theo máy bay không người lái (bao gồm LiDAR, phát hiện huỳnh quang) đã cung cấp hỗ trợ phần cứng cho ứng dụng "quy mô hóa, dã ngoại hóa" của công nghệ này, đặc biệt phù hợp với nhu cầu thực tế của "giám sát đồng ruộng - sàng lọc giống - lưu trữ cảnh báo sớm", giúp ngành sản xuất lương thực của Trung Quốc nâng cấp lên "độ chính xác cao, thông minh hóa".