瘦肉精残留检测研究.doc

内容摘要 食品安全是社会广泛关注的敏感问题，与消费者权益密切相关。本文针对当前影响较大的肉类食品瘦肉精残留问题，研究了现有瘦肉精检测技术及其不足，提出了一种基于数字图像处理与多元信息融合的瘦肉精快速检测方法，详细论述了计算机视觉技术在瘦肉精快速检测中的应用。 其次，本文介绍基于数字图像处理与多元信息融合的瘦肉精快速检测系统的构成与工作原理，给出系统数字图像采集部分的硬件选择与图片文件格式选择 在附录中，本文还将给出一些重要的程序设计，供参考之用。 关键词 瘦肉精快速测定；计算机视觉；肌肉颜色；脂肪厚度 目录1. 绪论 1 1.1 项目研究的意义 1 1.2 瘦肉精残留检测研究现状与发展方向 2 1.2.1 瘦肉精猪肉感观检验法 2 1.2.2 瘦肉精残留检测研究现状及不足 2 1.2.3 瘦肉精残留检测发展方向 5 1.3 本文的研究内容 6 2. 系统构成与工作原理 8 2.1 瘦肉精猪肉快速检验法 8 2.2 仪器原理框图 8 2.3 数字视觉系统 8 2.3.1 硬件采集设备的选择 9 2.3.2 图片文件格式的选择 10 2.4 数字图像处理 11 2.5 系统研究的关键技术 13 3. 肉品图像特征选择与提取 15 3.1 基于计算机视觉的肉品颜色判定 15 3.1.1 肉品原始图像的R通道变换 15 3.1.2 脂肪与肌肉R通道的灰度像素点统计 17 3.1.3 肌肉颜色自动判定的软件实现 21 3.2 基于计算机视觉的脂肪层厚度自动检验 22 3.2.1 肉品原始图像的灰度图像变换 22 3.2.2 肉品灰度图像去小域处理 24 3.2.3 肉品脂肪层的自动识别方法 25 3.2.4 肉品脂肪层厚度的计算 26 3.2.5 脂肪层厚度自动检测的软件实现 28 3.3 肌纤维饱满程度描述 29 参考文献 33 附录1 猪肉样品图像 36 附录2 肌肉红色度判断仿真程序 37 附录3 脂肪层厚度检验仿真程序 39 1. 绪论瘦肉精即盐酸克伦特罗CLB（Clenbuteral），又称氨哮素、克喘素，化学名称为羟甲叔丁肾上腺素，分子式：C12-H18-Cl2-N2-O，用于治疗哮喘。20世纪80年代初，美国科学家意外发现盐酸克伦特罗进入体内后能够改变养分的代谢途径，促进动物肌肉，特别是骨骼肌中蛋白质的合成，抑制脂肪的合成和积累，从而改善胴体品质，使动物生长速度加快，瘦肉相对增加10%以上，所以，称它为“瘦肉精”。 1.1项目研究的意义有关研究发现，食品中含有盐酸克伦特罗对人是有害的。盐酸克伦特罗进入体内在胃肠道吸收快，人或动物服后15～20分钟即起作用，2～3小时血浆浓度达到峰值，作用维持时间持久，在体内代谢慢，主要分布于肝脏，在肝脏中去甲基后从尿中排出，肌肉中含量较肝脏低很多[1]。瘦肉精的理化性质非常稳定，需加热到172℃才能分解，一般的加热方法不能将其破坏。 近年来，随着城乡人们生活水平的提高，畜禽肉的食用量越来越大，人们对鲜肉的质量要求越来越高。但不法商贩为牟取暴利，在牲畜喂养过程中使用含有瘦肉精饲料的现象越来越多，肉类瘦肉精超标已经成为严重威胁人们身体健康的一大公害。几年来，全国每年约有600起瘦肉精中毒重大事件上报中央和国务院，国家组织有关部门狠抓食品安全，下决心杜绝瘦肉精坑民行为。但受暴利驱动，瘦肉精违法现象却愈演愈烈。 由于检测仪器的缺乏，我国长期以来屠宰执法、工商管理、卫生防疫、质量监督部门的执法检验人员不能直接定性判断含瘦肉精肉品，只能将样品提交中心城市具有瘦肉精检测仪器的单位寻求出证。由于中途移交过程和检测时间过长，造成肉品的变质或贬值。如果经检测肉品合格，执法检验人员还将面临行政诉讼和行政赔偿，大大削弱了执法的质量和效率，国家“三绿工程”（绿色生产、绿色流通、绿色消费）也因此无法畅通执行。因此，瘦肉精快速检测技术与仪器的研究刻不容缓。 1.2瘦肉精残留检测研究现状与发展方向 测量信息的获取，无非是从物理、化学和生物三个角度出发，瘦肉精残留检测也是如此。其化学方面的研究方法可以归根于色谱法，生物方面的方法则归根于免疫法，关于物理检测方面目前则鲜有其例。 1.2.1瘦肉精猪肉感观检验法 对于现场缺乏检验仪器的场所，有关专家提供了以下三种识别瘦肉精猪肉的感观检验法[2]。 （1）观察活猪 该法适合于宰前检疫。进栏待宰的生猪，凡皮毛异常光亮，呼吸急促，后臀部外形饱满并且突出，四肢严重颤抖或非外因而卧地不起者，可以初步判断为瘦肉精的猪。 （2）观察肉品 含有瘦肉精的猪肉具有以下四个方面的特点：①肉色较深而鲜艳；②脂肪层非常薄，往往肉皮紧贴着肌肉，中间无肥肉；③后臀肌肉饱满突出；④相对同畜龄品种，骨骼较软。 （3）试纸测试 正常新鲜猪肉多呈中性或弱碱性，