在全球范圍內(nèi)，食品安全始終是人們高度關(guān)注的熱點(diǎn)話題。食品在加工的過程中會(huì)受到各種污染，包括細(xì)菌、病毒、化學(xué)物質(zhì)和物理污染物，這些污染物都可能對(duì)消費(fèi)者的健康構(gòu)成威脅。因此食品安全檢測(cè)至關(guān)重要。傳統(tǒng)的食品安全檢測(cè)方法耗時(shí)較長(zhǎng)，且不能提供即時(shí)的反饋。因此，探索一種高效無損的食品安全檢測(cè)方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　北京易科泰公司自主研發(fā)的FluorTron^?多功能高光譜成像技術(shù)，通過反射光及熒光的光譜及圖像差異來反映食品的化學(xué)成分及污染情況，具有非接觸、非損傷、高通量、高靈敏度、數(shù)字可視化等特點(diǎn)，可應(yīng)用于食品流水線高通量檢測(cè)，為食品安全提供了高效精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析和品質(zhì)保障。

　　FluorTron^?多功能高光譜成像技術(shù)原理

　　FluorTron^?多功能高光譜成像技術(shù)結(jié)合了生物熒光技術(shù)與高光譜成像技術(shù)。相比于市場(chǎng)上常見的反射光高光譜成像技術(shù)（HSI），FluorTron^?多功能高光譜成像技術(shù)增加了生物熒光高光譜成像功能，可使用特定波長(zhǎng)的光源照射物體，激發(fā)物體內(nèi)部的熒光并捕捉其光譜。熒光技術(shù)對(duì)于食品成分的檢測(cè)具有高靈敏度和選擇性。FluorTron^?技術(shù)利用目標(biāo)自身的熒光成像數(shù)據(jù)及反射光數(shù)據(jù)，從雙重高光譜維度對(duì)食品的物理特性、化學(xué)成分和有害物質(zhì)等進(jìn)行綜合分析。

　　食品安全檢測(cè)應(yīng)用案例——中草藥檢測(cè)

　　易科泰生態(tài)技術(shù)公司生態(tài)健康研究中心利用FluorTron^?高光譜成像技術(shù)，將可見光近紅外（VIS-NIR）光譜與高分辨率成像相結(jié)合，獲取樣品化學(xué)成分的量化數(shù)據(jù)以及空間分布等詳細(xì)信息，圖像中每一像素都記錄了其對(duì)應(yīng)樣品點(diǎn)的化學(xué)組成、質(zhì)量、顏色等信息的光譜特征，用于對(duì)樣品進(jìn)行定性、定量分析。

左圖：甘草和黃芪中藥飲片；右圖：兩種飲片一階微分曲線走勢(shì)圖

左圖為FluorTron^?多功能高光譜成像分析系統(tǒng)；右圖為黃芪和甘草分類鑒定結(jié)果（紅色甘草、綠色黃芪）

　　食品安全檢測(cè)應(yīng)用案例——水果品質(zhì)檢測(cè)

　　芒果質(zhì)量對(duì)市場(chǎng)價(jià)格和消費(fèi)者滿意度有重要影響。其物理外觀，如顏色和硬度是客戶用來評(píng)估水果質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)。由于收獲的果實(shí)成熟程度不同，需要不同的采后處理方法。因此，高效無損準(zhǔn)確地檢驗(yàn)芒果質(zhì)量是確保優(yōu)質(zhì)水果分配到高價(jià)值市場(chǎng)的重要手段。

左圖：從上至下依次為芒果成熟1、4、6、8天的RGB、680nm單色圖像、913 nm單色圖像及反射光譜；右圖：不同成熟度的12個(gè)芒果樣品應(yīng)用預(yù)測(cè)模型得到的硬度、TA和TSS的預(yù)測(cè)圖

　　德國(guó)霍恩海姆大學(xué)的Parika等采用高光譜成像(HSI)技術(shù)對(duì)芒果的硬度、總可溶性固形物(TSS)和可滴定酸度(TA)進(jìn)行了測(cè)定，利用PLS回歸分析建立了預(yù)測(cè)模型，將預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于HSI的每個(gè)像素，預(yù)測(cè)果實(shí)內(nèi)部硬度、TSS和TA的變化情況。結(jié)果顯示HIS可以非破壞性地確定芒果質(zhì)量，有助于提高芒果分級(jí)加工處理的能力。

　　食品安全檢測(cè)應(yīng)用案例——食品污染物檢測(cè)

　　近年來，與新鮮農(nóng)產(chǎn)品有關(guān)的食源性疾病爆發(fā)事件頻繁發(fā)生，這主要是由于在生產(chǎn)過程中新鮮農(nóng)產(chǎn)品可能通過糞肥堆肥，灌溉水和野生動(dòng)物糞便等途徑被微生物污染，微生物會(huì)在農(nóng)產(chǎn)品氣孔中形成復(fù)雜的多細(xì)胞生物膜，這種生物膜種類繁多，且不容易被去除。長(zhǎng)期食用這類產(chǎn)品會(huì)對(duì)人體健康造成威脅。因此，新鮮農(nóng)產(chǎn)品污染物的早期檢測(cè)對(duì)于預(yù)防和治療食源性疾病至關(guān)重要。

大腸桿菌懸浮液處理的葉片樣品與對(duì)照樣品的圖像處理方法及建模分析流程

　　韓國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理研究所的Cho等利用高光譜熒光成像技術(shù)采集不同濃度大腸桿菌溶液處理后的菠菜葉片和對(duì)照葉片的熒光高光譜圖像及數(shù)據(jù)，建立PLS模型，有效區(qū)分大腸桿菌形成生物膜的葉片與對(duì)照葉片，可用于快速篩選含大腸桿菌生物膜污染物的農(nóng)產(chǎn)品。

(a)牛、豬、雞、羊糞便斑點(diǎn)RGB圖片，1:20、1:50和1:100稀釋的糞便和1:2稀釋的土壤；(b)單波段圖像：牛(F641)、豬(F505)、雞(F633)、羊(F645)；(c)雙波段比值圖像：牛和豬(F664/F692)、雞(F660/F696)、羊(F668/F692)；(e) F740單波段圖像；(f) F692/F688雙波段比圖像；(g)對(duì)F692/F688進(jìn)行二值化。

　　Cho等也利用高光譜熒光成像技術(shù)檢測(cè)生菜上的動(dòng)物糞便污染，所有四種糞便的檢出率來看，雙波段比值參數(shù)F692/F668表現(xiàn)相對(duì)較好，可以檢測(cè)出所有牛和羊的糞便斑點(diǎn)，以及兩個(gè)最高濃度的豬和雞糞便斑點(diǎn)，顯著優(yōu)于常見的單波段(F740)的檢出率。高光譜熒光成像技術(shù)為農(nóng)產(chǎn)品污染物的無損檢測(cè)提供了一種新的方法。

　　易科泰生態(tài)技術(shù)公司生態(tài)健康研究中心依托EcoTech^?實(shí)驗(yàn)室，對(duì)食品高通量無損傷品質(zhì)檢測(cè)進(jìn)行了系列研究探索，最新研發(fā)的FluorTron^?多功能高光譜成像技術(shù)具備非接觸無損、高通量、高靈敏度、數(shù)字可視化等優(yōu)勢(shì)，在食品物理特性、化學(xué)成分、有害物質(zhì)及污染物鑒定等方面具有廣闊的的應(yīng)用前景。EcoTech^?實(shí)驗(yàn)室為食品安全檢測(cè)鑒定提供全面技術(shù)方案、技術(shù)服務(wù)和技術(shù)合作。