一种基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法

专利2025-05-05  27


本发明涉及数据处理,具体涉及一种基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法。


背景技术:

1、脉冲电场技术(pulsed electric field,pef)是一种利用高压电脉冲处理液体或半固体食品的技术,主要用于发酵食品的杀菌、保鲜和改善食品品质。相较于传统的热处理方法来说,pef技术能够更好的保留发酵食品的营养成分和风味。在利用pef技术对发酵食品进行杀菌的过程中,发酵食品在生产过程中会产生发酵液,而封装时不会将发酵液完全排出,因此,封装后的发酵食品之间的发酵液含量存在差异,这种差异会对pef的杀菌效果产生影响。

2、在一些场景下,为了评估pef处理后的发酵食品的杀菌效果,通常会采用高光谱技术对发酵食品的杀菌效果进行评估。然而,由于发酵食品中发酵液含量的差异,导致发酵食品的杀菌效果不均匀,且不同发酵液含量的发酵食品在高光谱检测中表现出的数据不一致,很难建立高光谱技术进行杀菌效果检测的检测标准,从而导致发酵食品的杀菌效果的检测准确性较低。


技术实现思路

1、为了解决发酵食品的杀菌效果的检测准确性较低的技术问题,本发明的目的在于提供一种基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,所采用的技术方案具体如下:

2、本发明实施例提供了一种基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,包括:获取各发酵食品中多个位置点的高光谱数据,发酵食品为经过脉冲电场杀菌后的食品,高光谱数据包括不同特征波长下的光谱反射率;根据各发酵食品的各位置点在不同特征波长下的光谱反射率,确定各发酵食品的核心特征波长以及核心特征波长下的代表位置点,核心特征波长下各位置点的光谱发射率相一致且发酵食品中发酵液均匀分布,代表位置点在核心特征波长下的光谱反射率强度的代表性大于第一阈值;根据各发酵食品的核心特征波长以及核心特征波长下的代表位置点对各发酵食品进行聚类,得到多个簇类;利用各簇类中的发酵食品的数量以及各簇类中的发酵食品的最大数量,检测各簇类中发酵食品的杀菌效果。

3、可选的,根据各发酵食品的各位置点在不同特征波长下的光谱反射率,确定各发酵食品的核心特征波长以及核心特征波长下的代表位置点包括:确定各位置点在当前的特征波长下的光谱反射率的第一平均光谱反射率和标准差,以及各位置点在当前的特征波长下的光谱反射率与第一平均光谱反射率的第一差值的绝对值;根据第一平均光谱反射率、第一差值的绝对值、位置点的数量以及标准差,确定发酵食品的核心特征波长;确定各位置点在当前的核心特征波长下的邻域窗口;根据邻域窗口内的邻域位置点的光谱反射率和与邻域窗口所属的位置点的光谱反射率,确定邻域窗口所属的位置点的突出性;根据邻域窗口内的邻域位置点的光谱反射率和邻域窗口所属的位置点的光谱反射率的第二平均光谱反射率与突出性,确定邻域窗口所属的位置点的光谱反射率强度的第一代表性;利用第一代表性确定当前的核心特征波长下的代表位置点。

4、可选的,根据第一平均光谱反射率、第一差值的绝对值、位置点的数量以及标准差,确定发酵食品的核心特征波长包括:根据第一平均光谱反射率、第一差值的绝对值以及位置点的数量,确定当前的特征波长的信息表现度;根据预设数值和标准差确定当前的特征波长的发酵液分布的均匀性;对信息表现度和发酵液分布的均匀性的第一乘积进行归一化处理,得到当前的特征波长的核心表现度;确定核心表现度大于等于第二阈值的特征波长为发酵食品的核心特征波长。

5、可选的,在利用第一代表性确定当前的核心特征波长下的代表位置点之后,方法还包括:确定与当前的核心特征波长的核心表现度差异最小的核心特征波长为临近核心特征波长;确定邻域窗口所属的位置点在临近核心特征波长下的光谱反射率强度的第二代表性;利用第一代表性确定当前的核心特征波长下的代表位置点包括:根据第一代表性和第二代表性确定当前的核心特征波长下邻域窗口所属的位置点的综合代表性;确定综合代表性大于第三阈值的位置点为代表位置点。

6、可选的,根据第一代表性和第二代表性确定当前的核心特征波长下邻域窗口所属的位置点的综合代表性包括:计算第一代表性与第二代表性的第二差值的绝对值和预设数值的和值;对第一代表性与和值的第一比值进行归一化处理,得到邻域窗口所属的位置点的综合代表性。

7、可选的,根据第一平均光谱反射率、第一差值的绝对值以及位置点的数量,确定当前的特征波长的信息表现度包括:计算各第一差值的绝对值的第一叠加值与位置点的数量的第二比值,以及第二比值与第一平均光谱反射率的第二乘积;对预设数值与第二乘积的和值的倒数进行归一化处理,得到当前的特征波长的信息表现度。

8、可选的,根据邻域窗口内的邻域位置点的光谱反射率和与邻域窗口所属的位置点的光谱反射率,确定邻域窗口所属的位置点的突出性包括:确定邻域窗口内各邻域位置点的光谱反射率与邻域窗口所属的位置点的光谱反射率的第三比值;确定各第三比值的第二叠加值与邻域位置点的数量的比值为邻域窗口所属的位置点的突出性。

9、可选的,根据邻域窗口内的邻域位置点的光谱反射率和邻域窗口所属的位置点的光谱反射率的第二平均光谱反射率与突出性,确定邻域窗口所属的位置点的光谱反射率强度的第一代表性包括:确定突出性与第二平均光谱反射率的第四比值为第一代表性。

10、可选的,根据各发酵食品的核心特征波长以及核心特征波长下的代表位置点对各发酵食品进行聚类,得到多个簇类包括:确定两两发酵食品中对应核心特征波长之间的第二差值以及对应代表位置点之间的欧式距离;计算第二差值与欧式距离之间的第三乘积;对各第三乘积的第三叠加值进行归一化处理,得到两两发酵食品之间的高光谱表现距离;根据高光谱表现距离对各发酵食品进行聚类,得到多个簇类。

11、可选的,利用各簇类中的发酵食品的数量以及各簇类中的发酵食品的最大数量,检测各簇类中发酵食品的杀菌效果包括:计算当前的簇类中的发酵食品的数量与最大数量的第五比值;在第五比值小于等于第四阈值的情况下,确定当前的簇类中发酵食品的杀菌效果差,表征当前的簇类中发酵食品的杀菌处理不完全。

12、本发明具有如下有益效果:通过获取各发酵食品中多个位置点的高光谱数据,发酵食品为经过脉冲电场杀菌后的食品,高光谱数据包括不同特征波长下的光谱反射率;然后根据各发酵食品的各位置点在不同特征波长下的光谱反射率,确定各发酵食品的核心特征波长以及核心特征波长下的代表位置点,核心特征波长下各位置点的光谱发射率相一致且发酵食品中发酵液均匀分布,代表位置点在核心特征波长下的光谱反射率强度的代表性大于第一阈值;其次根据各发酵食品的核心特征波长以及核心特征波长下的代表位置点对各发酵食品进行聚类,得到多个簇类;最后利用各簇类中的发酵食品的数量以及各簇类中的发酵食品的最大数量,检测各簇类中发酵食品的杀菌效果。

13、如此,本发明实施例基于发酵食品自身的特性确定高光谱数据中的核心特征波长和核心特征波长下的代表位置点。并按照该核心特征波长和代表位置点对发酵食品进行聚类,每一个簇类中的发酵食品的杀菌效果是相似的,再利用簇类中发酵食品的数量以及最大数量对簇类中发酵食品的杀菌效果进行评估。如此,对发酵食品的杀菌效果进行分类评估,解决了因发酵食品的杀菌效果不均匀,且不同发酵液含量的发酵食品在高光谱检测中表现出的数据不一致,而导致的难以建立高光谱技术进行杀菌效果检测的检测标准的问题,提高了发酵食品的杀菌效果的检测准确性。


技术特征:

1.一种基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述根据各所述发酵食品的各所述位置点在不同特征波长下的光谱反射率,确定各所述发酵食品的核心特征波长以及所述核心特征波长下的代表位置点包括:

3.根据权利要求2所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述根据所述第一平均光谱反射率、所述第一差值的绝对值、所述位置点的数量以及所述标准差,确定所述发酵食品的核心特征波长包括:

4.根据权利要求3所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,在所述利用所述第一代表性确定所述当前的核心特征波长下的代表位置点之后,所述方法还包括:

5.根据权利要求4所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述根据所述第一代表性和所述第二代表性确定所述当前的核心特征波长下所述邻域窗口所属的位置点的综合代表性包括:

6.根据权利要求3所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述根据所述第一平均光谱反射率、所述第一差值的绝对值以及所述位置点的数量,确定所述当前的特征波长的信息表现度包括:

7.根据权利要求2所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述根据所述邻域窗口内的邻域位置点的光谱反射率和与所述邻域窗口所属的位置点的光谱反射率,确定所述邻域窗口所属的位置点的突出性包括:

8.根据权利要求2所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述根据所述邻域窗口内的邻域位置点的光谱反射率和所述邻域窗口所属的位置点的光谱反射率的第二平均光谱反射率与所述突出性,确定所述邻域窗口所属的位置点的光谱反射率强度的第一代表性包括:

9.根据权利要求1-8任意一项所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述根据各所述发酵食品的核心特征波长以及所述核心特征波长下的代表位置点对各所述发酵食品进行聚类,得到多个簇类包括:

10.根据权利要求1-8任意一项所述的基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,其特征在于,所述利用各所述簇类中的发酵食品的数量以及各所述簇类中的发酵食品的最大数量,检测各所述簇类中发酵食品的杀菌效果包括:


技术总结
本发明涉及数据处理技术领域,具体涉及一种基于脉冲电场的发酵食品杀菌效果检测方法,该方法包括:获取各发酵食品中多个位置点的高光谱数据;根据各发酵食品的各位置点在不同特征波长下的光谱反射率,确定各发酵食品的核心特征波长以及核心特征波长下的代表位置点;根据各发酵食品的核心特征波长以及核心特征波长下的代表位置点对各发酵食品进行聚类,得到多个簇类;利用各簇类中的发酵食品的数量以及各簇类中的发酵食品的最大数量,检测各簇类中发酵食品的杀菌效果。本发明提高了发酵食品的杀菌效果的检测准确性。

技术研发人员:唐忠盛,谢毅明,曾谛
受保护的技术使用者:广东海洋大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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