新闻中心

食品行业

You Are Currently Here! > 首页 > 行业应用案例 > 食品行业 > 助力鱼糜质量控制——利用近红外技术快速无损测定水分

助力鱼糜质量控制——利用近红外技术快速无损测定水分
文章来源:IAS
view

02

Jun
2022

  1.前言:

  水分是影响鱼糜及鱼糜制品品质的关键因素。水分不仅是判定鱼糜等级的重要依据,还影响着鱼糜的白度、弹性、凝胶强度等指标,乃至鱼糜制品的口感。因此如何合理控制产品中的水分,是鱼糜生产厂家较为关心的问题。

  目前厂家大多采用快速水分仪作为鱼糜水分检测的手段。相比于动辄耗时数小时的烘箱法,快速水分仪可以在20分钟内输出结果,大大提高了检测效率。但面对约5分钟/锅的生产速度,快速水分仪仍然无法满足如此高通量的检测需求。

  近红外技术有着环保、便捷的优势,不使用任何试剂与耗材,可以在数秒内获取鱼糜水分数据,不对样品造成破坏,可以替代快速水分仪实现对鱼糜水分的快速检测。

  2.设备与方法:

  2.1 样品信息

  检测对象:成品与半成品鱼糜

  2.2 设备信息

  采用IAS-Online-S100近红外分析仪为检测设备,漫反射检测。

shou.jpg
图1 设备安装和鱼糜装样实拍图

  3.建模及分析:

  3.1 样本光谱图

图2 样本光谱图

  3.2 建模指标

  表1 模型参数

项目

指标

含量范围

采样方式

建模波段

SECV

R2

SEP

RPD

数值

水分

70%~80%

离线,反射

1000-1350nm

0.20

0.99

0.22

8.50

  3.3 建模结果分布图

x94.png

  图3 鱼糜水分模型预测值/真实值对比图

  3.4 模型实测:

  将上述模型导入设备交由客户试用。在为期11天的试用期内,客户共验证了108个样品,验证结果如图3和表2所示。

  图4 模型试运行预测误差分布图(误差=近红外预测值-烘箱法水分值)

  表2 模型试运行结果

项目

样本数量

误差<0.2%的概率

误差<0.4%的概率

平均误差

极差

方差

数值

108

75.9%

96.3%

0.18%

0.95

0.20

  从试运行结果可看出,模型的运行情况良好,误差分布范围狭窄,无系统性偏差,可以满足鱼糜生产过程中水分快速检测的需求。

  3.5 建模总结

  1) 模型参数:根据建模指标显示,光谱与水分指标有强相关性,R²=0.99。该模型的预测精度为:约68%的样本预测值与真实值的偏差在±0.20%内,约95%的预测偏差在±0.40%以内;

  2) 验证结果:误差<0.2%的概率为75.9%,误差<0.4%的概率为96.3%,平均误差0.18%,与模型参数吻合,验证结果良好。

  4.结论与展望

  4.1 应用总结

  从模型参数以及试运行验证结果可知,利用近红外技术检测鱼糜中的水分含量是可行的。目前该厂已经用近红外分析仪替代大部分快速水分仪,用于监测鱼糜生产过程中的水分含量变化。

  4.2 优势总结

  相比于目前使用的快速水分仪法,近红外技术有其不可比拟的优势:快速、准确、无损、便捷(表3)。更重要的是,近红外技术适合于在线分析,并能实现与生产工艺的联动,方便厂家根据需要卡边控制产品水分。

  表3 方法优劣对比

项目

烘箱法

快速水分仪法

近红外法

准确度

*

精密度

**

检测速度

慢(数小时)

慢(~20分钟)

快(数秒)

操作要求

一般

一般

试剂耗材

破坏样品

拓展潜力

  *:近红外检测结果是基于烘箱法数据的预测值,其准确度会略低于烘箱法。

  **:近红外技术不受称量、取样、制样等环节中人员操作引入的误差影响,精密度远高于传统方法。


标签:
TOP