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Resonon | 利用VIS/NIR高光譜成像進(jìn)行生魚片寄生蟲檢測

日期: 2023-05-26
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生魚片又稱魚生,古稱魚膾,起源于中國,最早文字記錄可以追溯到周朝,有著悠久的食用歷史,后傳至日本及朝鮮半島等地,在日本稱刺身,是日本料理中最為常見的菜品。

生魚片制作簡單,食用可口,營養(yǎng)豐富。從營養(yǎng)學(xué)角度說,生魚片沒有經(jīng)過傳統(tǒng)的炒、炸、蒸等烹飪方法,因此營養(yǎng)物質(zhì)完全沒有流失,是一道極富營養(yǎng)的菜肴。

但是從衛(wèi)生角度考慮 ... ...

生魚片是一種傳統(tǒng)的日本食品,在日本以外的許多國家都很流行,但嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn),如腹痛,腹瀉,嘔吐,以及由生魚片上常見的寄生蟲引起的器官損傷,是消費(fèi)者擔(dān)心的因素。冷凍處理是一種有效殺滅寄生蟲的方法,但由于可接受的溫度范圍窄,無法廣泛應(yīng)用;過高的溫度無法完全消除所有寄生蟲,而過低的溫度會(huì)損害生魚片的風(fēng)味。

因此,有必要開發(fā)一種寄生蟲檢測方法,以便清除被感染的生魚片。傳統(tǒng)的生魚片寄生蟲檢測方法主要有顯微鏡法、免疫熒光法、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法等,但這些方法耗時(shí)費(fèi)力,不易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。因此,迫切需要一種快速、簡便、可靠、智能的生魚片寄生蟲檢測方法。目前,可見光和近紅外(VIS/NIR)光譜在食品質(zhì)量檢測中的應(yīng)用已經(jīng)很成熟,包括疾病監(jiān)測、害蟲檢測、蛋白質(zhì)和脂肪含量評估等。然而,寄生蟲非常小,利用VIS/NIR高光譜成像技術(shù)能否檢測到生魚片上的寄生蟲仍然是一個(gè)未知的問題。

利用VIS/NIR高光譜成像進(jìn)行生魚片寄生蟲檢測

Resonon | 利用VIS/NIR高光譜成像進(jìn)行生魚片寄生蟲檢測

基于此,在所附的文章中, 研究者們首次探討了Resonon Pika XC2高光譜成像結(jié)合化學(xué)計(jì)量建模檢測草魚生魚片上寄生蟲(異尖線蟲)的能力。為此,作者(a)比較了生魚片表面、生魚片邊緣和生魚片上存在異尖線蟲的VIS/NIR光譜特征差異,(b)選擇不同特征納入分析時(shí),應(yīng)用偏最小二乘回歸(PLSR)和概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PNN)測試寄生蟲檢測能力,從而確定優(yōu)化的建模方法。(c)基于該優(yōu)化建模方法提出了未來的應(yīng)用前景。

Resonon | 利用VIS/NIR高光譜成像進(jìn)行生魚片寄生蟲檢測

VIS/NIR高光譜成像平臺(tái)

【結(jié)果】

Resonon | 利用VIS/NIR高光譜成像進(jìn)行生魚片寄生蟲檢測

切片面、切片邊緣和異尖線蟲光譜的平均值;頂部異尖線蟲的原始光譜(A);底部異尖線蟲的原始光譜(B);頂部異尖線蟲的一階導(dǎo)數(shù)光譜(C);底部異尖線蟲的一階導(dǎo)數(shù)光譜譜(D)

Resonon | 利用VIS/NIR高光譜成像進(jìn)行生魚片寄生蟲檢測

未來實(shí)際應(yīng)用中寄生蟲檢測方案

【結(jié)論】

利用VIS/NIR光譜視覺上可區(qū)分切片面、切片邊緣和寄生蟲。PNN對生魚片寄生蟲的檢測能力優(yōu)于PLSR。組合模型的檢測能力優(yōu)于單一檢測模型。采用PNN SG + SNV+一階導(dǎo)數(shù)+ PNN模型(提取484.88 ~ 655.95 nm波長對切片面、切片邊緣和異尖線蟲進(jìn)行分類)+ PNN模型(提取368.37 ~ 461.18 nm波長對切片面和異尖線蟲進(jìn)行分類正確性檢查)的方法是目前研究的最佳生魚片寄生蟲檢測方法。結(jié)果表明,該方法對頂部和底部異尖線蟲的檢測準(zhǔn)確率分別為91.67%和82.14%。在實(shí)際應(yīng)用中,需要對生魚片像素的所有光譜進(jìn)行提取、分析,并在相應(yīng)位置進(jìn)行標(biāo)記,以顯示整個(gè)圖像上寄生蟲的分布情況。

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沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)是一種位于海洋與陸地交界處的生物多樣性豐富的獨(dú)特生態(tài)環(huán)境。它不僅具有重要的生態(tài)功能,在碳儲(chǔ)存、環(huán)境凈化和防風(fēng)護(hù)堤方面發(fā)揮著重要作用,還對人類社會(huì)活動(dòng)有著極大的支持和調(diào)節(jié)作用。氨氣是大氣環(huán)境中含量豐富的堿性氣體,其在沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)中的作用不可忽視。但是,過量的氨氣輸入也給其帶來了一系列問題。沿海鹽沼生態(tài)系統(tǒng)NH3源和匯研究背景介紹氨(NH3)是大氣中含量最多的堿性氣體。在氣溶膠形成中發(fā)揮重要作用,而氣溶膠會(huì)對人類健康產(chǎn)生不利影響,同時(shí)會(huì)降低能見度,改變地球輻射平衡,并通過大氣沉積促進(jìn)活性氮(Nr)的全球再分配。農(nóng)業(yè)集約化是NH3的主要人為來源,導(dǎo)致進(jìn)入生物圈的Nr增加一倍。NH3的其他來源包括工業(yè)過程、車輛排放及土壤和海洋的揮發(fā)。農(nóng)業(yè)和城市源通過大氣沉積過程直接或間接排放NH3,其會(huì)改變鹽沼的結(jié)構(gòu)和功能。此外,大氣沉積過程是NH3進(jìn)入沿海水域的主要途徑, NH3沉積到敏感的...
2024 - 09 - 30
棕色碳(BrC)是一類在近紫外和可見光區(qū)吸收光輻射的有機(jī)碳,不僅對大氣造成輻射強(qiáng)迫,更是對大氣光化學(xué)反應(yīng)速率有著重要作用。BrC不僅影響著大氣的輻射平衡和氣候變化,還直接關(guān)系到區(qū)域空氣質(zhì)量與公眾健康。本論深入探討了棕色碳發(fā)色團(tuán)的光學(xué)性質(zhì)與化學(xué)成分之間的密切關(guān)聯(lián),為更準(zhǔn)確地評估其在環(huán)境系統(tǒng)中的行為和影響提供了科學(xué)依據(jù)。棕色碳發(fā)色團(tuán)光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)成分之間的聯(lián)系背景介紹棕色碳(BrC)是大氣有機(jī)氣溶膠的重要組分,在紫外到近紅外波段具有較強(qiáng)的吸光能力,對全球氣候變化和大氣化學(xué)過程具有重要影響。BrC結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類眾多、來源廣泛。大量研究表明生物質(zhì)燃燒、煤燃燒、機(jī)動(dòng)車尾氣、生物排放以及二次有機(jī)氣溶膠等是BrC的重要來源。芳香族揮發(fā)性有機(jī)化合物,如苯同系物和衍生物,也可能是BrC發(fā)色團(tuán)的重要前體。但是,不同源排放的BrC進(jìn)入大氣后,受到復(fù)雜的大氣化學(xué)過程,其光學(xué)性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生很大的變化。研究方法...
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摘要土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)在全球碳循環(huán)中起著非常重要的作用,而高光譜遙感已被證明是一種快速估算SOM含量的有前景方法。然而,由于忽略了土壤物理性質(zhì)的光譜響應(yīng),SOM預(yù)測模型的準(zhǔn)確性和時(shí)空可遷移性較差。本研究旨在通過減少土壤物理性質(zhì)對光譜的耦合作用來提高SOM預(yù)測模型的時(shí)空可遷移性?;谛l(wèi)星高光譜圖像和土壤物理變量,包括土壤濕度(SM)、土壤表面粗糙度(均方根高度,RMSH)和土壤容重(SBW),建立了基于信息解混方法的土壤光譜校正模型。選取中國東北的兩個(gè)重要糧食產(chǎn)區(qū)作為研究區(qū)域,以驗(yàn)證光譜校正模型和SOM含量預(yù)測模型的性能和可遷移性。結(jié)果表明,基于四階多項(xiàng)式和XG-Boost算法的土壤光譜校正具有優(yōu)異的準(zhǔn)確性和泛化能力,幾乎所有波段的殘余預(yù)測偏差(RPD)均超過1.4。基于XG-Boost校正光譜的SOM預(yù)測精度最 高,決定系數(shù)(R2)為0.76,均方根誤差(RMSE)為5.74 g/kg,...
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