成像技术为食品提供在线质量评估

鲜嫩多汁是人们在食用鸡胸肉时的美好期望。然而在越来越多的用餐饮体验中，却时而会感到鸡胸肉又硬又“柴”、难以咀嚼，这其中的罪魁祸首是鸡胸肉硬度缺陷综合症。

这种病被称为鸡胸肉硬度缺陷（Woody Breast Disease，简称WBD），它是发生在鸡胸部肌肉的一种疾病，这是鸟类中最重要和最有价值的部分。特拉华大学（University of Delaware）最近完成的研究表明，这是由于静脉受损而令脂质代谢受损，并最终导致肌肉组织硬化。静脉损伤发生在鸡生命的最初几天，且在活体鸟类中几乎无法检测到。这种疾病不会为食用者带来健康风险，只是感觉难吃而已。

美国禽蛋协会资助了至少12个与相关WBD的研究项目，该组织负责研究解决困扰家禽加工商和种植者的各种问题。根据协会负责研究计划的副总裁John Glisson的说法，WBD目前是最主要的研究重点之一。

“老”是一个相对的术语，一些家禽专家将WBD的发病归因于更老、体重更重的鸡。Glisson解释说，“虽然这种疾病的严重程度和频率在8周大的鸡中比5到6周大的更为普遍，但我们现在知道它其实在鸡很小的时候就发生了，而且很可能具有遗传的特征。”这表明解决方案存在于育种供应商，且两大饲养公司占有全世界肉鸡的五分之四以上的份额，饲养者既是问题的来源，也是解决问题的方法。

一些科学家认为，这种情况可能是培育某种属性时产生的意想不到的副作用。一些人分离出可能涉及的病毒，而还有一些人则认为改变饮食方式是解决之道。Glisson说：“当你身边有可以抓住的稻草的时候，不妨抓一把。”

眼前的问题是在加工过程中检测WBD的存在以及严重程度。大部分的鸡胸肉用于供应给指定的餐饮及连锁店，肯德基和“福乐鸡（Chick-fil-A）”有着非常严格的质量标准。目前，检查方式是由检查人员取下一块鸡胸肉用拇指按压，从而对WBD的存在和严重程度作出判断。

这是一种主观且费力的方法，目前的一些研究旨在实现自动化检查。基于视觉和近红外（Vis-NIR）成像的解决方案已经存在，尽管它尚未在北美部署。据挪威Tomra 分拣公司业务部门流程分析经理Thorsten Niermeyer表示，几家欧洲的家禽公司正在使用这种方法。

在线分析由Tomra的QVision分析仪完成，该分析仪使用多光谱光来确定蛋白质食物中的脂肪、蛋白质、水分和胶原蛋白水平。以实验室测量的数值作为参考，将鸡胸肉按轻重程度分为4个等级，分别为轻度、中等、重度或无WBD。“与实验室测量相比，我们的准确率提高了0.3%。”Niermeyer说。

多波长的光穿透多达 20mm（三四分之一英寸）的肌肉，以确定在顶部头盖形区域的化学成分。然后再以软件计算出所患“肌”病的严重性。

类似的Vis-NIR成像技术也被用于美国禽蛋协会资助的一个研究项目，并于去年完成。“使用Vis-NIR高光谱成像和实验开发的分类模型，可以根据木质鸡胸的状况进行分类，其准确性超过95%。”美国农业部农业研究中心的蛋白质化学家Brian Bowker总结道，“这项研究还表明，可以利用3D成像来提取鸡胸片的几何形状及形状特征，然后将其建模，以90 - 95%的准确度对木质鸡胸肉进行分类。”

Bowker使用的光学相干断层扫描技术依赖于表面图像，他认为这种成像可以区分脂肪、肌肉和结缔组织，从而进行质量评估。Niermeyer并不认同，维持肉类的化学变化可能不会在表面上显现出来。光的吸收是必要的，这就是Tomra的“互质谱”技术方法的原理。

特拉华大学、奥本大学（University of Delaware, Auburn University）和其他家禽研究中心正在开发使用其他技术的检测系统。无论哪个系统赢得家禽加工者的青睐，这项工作都将对食品加工产生广泛影响。Glissen表示：“尝试使用视觉技术来评估鸡肉部分的质量，这是以前没有做过的，其应用将会很广泛。”而且未来可能会对水果、蔬菜和其他食物进行非侵入性检测。“这将是一个概念性的证明。”他补充说。