Videometer多光譜成像技術(shù)在黃油曲奇質(zhì)量評估中的應(yīng)用

通過使用多光譜圖像評估表面褐變和含水量來表征黃油曲奇質(zhì)量的方法。根據(jù)對黃油曲奇褐變的評估，將曲奇手動分組。根據(jù)該分類，計(jì)算了將多光譜圖像與褐變分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)預(yù)測模型的參考值。褐變分?jǐn)?shù)是作為烤箱溫度和烘烤時(shí)間的函數(shù)計(jì)算的。它表示為二次響應(yīng)面。研究的過程窗口是強(qiáng)制對流電加熱烤箱中4-16分鐘和160-200°C 的間隔。除了褐變分?jǐn)?shù)外，還提出了一個(gè)基于相同圖像預(yù)測平均含水量的模型。這顯示了黃油曲奇的多光譜圖像如何用于評估不同的質(zhì)量參數(shù)。統(tǒng)計(jì)分析表明，褐變預(yù)測最顯著的波長在400-700nm 區(qū)間內(nèi)，而對水預(yù)測顯著的波長主要位于近紅外光譜中。發(fā)現(xiàn)水預(yù)測模型正確估計(jì)了平均含水量，絕對誤差為0.22%。從圖像中，還可以跟蹤從餅干邊緣向中心的褐變和干燥傳播。
 

餅干的烘烤時(shí)間和平均光譜之間存在明顯的相關(guān)性（圖2）。光譜被繪制為作為波長函數(shù)的光譜反射率值；它們根據(jù)烘烤時(shí)間著色。淺色表示烘烤時(shí)間短，顏色深表示烘烤時(shí)間長。光譜的反射率隨著烘烤時(shí)間而降低。這表明cookie的亮度正在降低。反射率差異在400和700nm（可見光波長）之間最大，而在NIR區(qū)域則較小。在光譜的短波（400-500 nm）端可以看到反射率的降低步驟。眾所周知，類黑素是由美拉德反應(yīng)形成的棕色成分，在該區(qū)域具有吸收特性，特別是在420nm。
 

第1組的感官評估結(jié)果如圖3a所示。每個(gè)烘焙時(shí)間的餅干由每個(gè)單獨(dú)的小組成員進(jìn)行評估；評價(jià)表明，6分鐘后達(dá)到充分烘烤狀態(tài)。專家組普遍認(rèn)為烘烤時(shí)間低于6分鐘會導(dǎo)致餅干烘烤不足。烘烤6到10分鐘的曲奇被認(rèn)為是充分烘烤的；烘烤超過1分鐘的餅干被認(rèn)為是烤過頭的。沒有cookie被評估為屬于所有三個(gè)類別。也沒有任何cookie被評估為同時(shí)屬于欠烤和烤過頭的類別。
 

這表明就本研究的目的而言，類別之間有足夠清晰的分離。在量化褐變階段的圖3b中也可以看到清晰的分離。在圖中，極端類之間的巨大差距顯示為基于計(jì)算的褐變分?jǐn)?shù)的歐幾里得距離。圖4顯示了來自FDA的兩個(gè)最重要的投影向量。

第一次加載中最重要的波長是395和525nm，這兩個(gè)波長都對圖2中的差異有很大貢獻(xiàn)。圖3b中的每個(gè)框都包含用于訓(xùn)練FDA 模型的cookie的平均得分值以及其他兩次重復(fù)的平均得分值。值的分布相對較低，而隨著時(shí)間的推移，整體褐變分?jǐn)?shù)顯著下降。