高光谱相机在食品安全领域的应用实践

高光谱技术可以实现对食品成分和质量的快速、准确、非破坏性检测，应用于食品安全领域已经是一个积极的方向。

高光谱相机在食品安全领域的应用实践：

1. 食品质量检测：高光谱相机可以通过扫描整个食品表面，快速捕获食品特定区域的光谱信息，理论上可以识别出食品中的某些有害物质、毒素和细菌等。例如，在肉制品标准化安全检测中，高光谱相机可以检测肉类的营养含量、水分和脂肪等成分，也可以对食品中的添加剂及成分进行有效检测。

2. 食品安全检测：高光谱相机可以利用其高精度和进一步分类能力，对食品标签和溯源进行检测，确保食品的来源、生产日期、生产批次、加工方式等成分符合国际食品标准，避免食品中的可能的安全隐患。

3. 食品质量管理：高光谱相机还可以适用于食品质量管理过程中，提高食品加工和生产效率。例如，督促生产加工基地进行实时检测，控制生产过程中的污染与瑕疵，及时发现设备故障并进行疏导和维护，提高工作效率。

4.食品的颜色和光谱信息检。例如，高光谱相机可以用于检测食品中的添加剂、色素、微生物等，帮助用户了解食品的成分和质量。

5.食品的光谱特征检测。例如，高光谱相机可以用于检测食品中的荧光物质、红外辐射等，帮助用户了解食品的物理特性和化学组成。

6.监测环境的变化。例如，高光谱相机可以用于检测环境中的微生物、化学成分等，帮助用户了解环境的变化，进行环境监控。

高光谱相机在食品安全中的应用案例

高光谱相机在食品安全领域的应用实践中得到了广泛应用。用户可以使用高光谱相机检测食品中的添加剂、色素、微生物等，了解食品的质量和安全；用户可以使用高光谱相机检测食品的光谱特征，了解食品的物理特性和化学组成；用户可以使用高光谱相机监测环境的变化，了解环境中的微生物、化学成分等，进行环境监控。

1.污染检测
高光谱成像技术在果蔬中的农药污染、动物制品中的粪便残留物污染、及各类食品中的微生物等污染检测中都表现出了出色的辨识能力。 

上左图为混有5%麦角菌粉末的面粉样本真彩色图，右图为高光谱图像处理后的分类结果，其中白色的部分为面粉，灰色为麦角菌¹。
 

上图为在4^oC低温保存不同时长的鸡肉切片上大肠杆菌和假单胞菌菌株的分布情况，假彩色可表征细菌浓度。可利用此数据结果及时决策：抛弃或者及时采取措施进行补救处理。

2 .食品掺假
食品掺假也是令人头疼的食品质量问题之一，许多与原材料相似但有害成分的掺入，很难通过传统方式检测识别，而高光谱成像技术通过光谱差异即可快速准确的输出检测结果。
 

上图（a）为在优质猪肉糜中掺入不同浓度猪颈肉的样本假彩色图，（b）为基于高光谱成像技术的分类结果示意图²

3 .品质检测
食品中关键营养成分的含量是决定其品质高低的重要指标，将某一类待测物质的化学计量学特征与高光谱数据建立关联模型，即可快速无损的输出该成分的浓度分布图。

上图为5个不同品花生的含油量的可视化高光谱分类图³

4.分类检测
食品产地溯源、混合加工食品中的原料分类等也是高光谱成像技术的拿手好戏。

上图为鉴别不同品牌花草茶中原料成分的实验a)为校准用的标准样品，b)为高光谱图像的分类结果及不同成分的占比⁴。

食品安全问题与每一个人的生活息息相关，高光谱成像技术已在世界范围内被广泛应用于多场景、快速无损的食品检测领域，并且能输出可视化的检测结果和统计数据，让食品检测工作更加的直观方便快捷。高光谱相机在食品安全领域的应用实践具有广泛的应用前景。高光谱相机可以为用户提供更丰富的场景信息，帮助用户更好地了解食品和环境。用户可以根据高光谱相机提供的信息，做出更明智的决策，保障食品的安全和质量。