作為一種新型的水產(chǎn)調(diào)理食品原料，魚糜一直深受人們的喜愛。將魚糜斬拌后，加食鹽、副原料等進(jìn)行擂潰，成粘稠的魚肉糊再成型后加熱，變成具有彈性的凝膠體，此類制品包括魚丸、魚糕、魚香腸、魚卷等。由于魚糜制品調(diào)理簡便，細(xì)嫩味美，又耐儲藏，頗適合城市消費，這類制品即能大規(guī)模工廠化制造，又能家庭式手工生產(chǎn)。

其中，水分含量是影響魚糜及魚糜制品品質(zhì)的關(guān)鍵因素。水分不僅是判定魚糜等級的重要依據(jù)，還影響著魚糜的白度、彈性、凝膠強(qiáng)度等指標(biāo)，乃至魚糜制品的口感。因此如何合理控制產(chǎn)品中的水分，是魚糜生產(chǎn)廠家最為關(guān)心的問題。

一、       傳統(tǒng)檢測方法存在許多問題

起初，很多廠家使用的是水分烘箱檢測方法，檢測過程十分費時繁瑣。需要按照定溫、烘干鋁盒、稱取試樣的步驟依次進(jìn)行。在烘干鋁盒的環(huán)節(jié)中，需要反復(fù)烘干長達(dá)數(shù)個小時，直到烘干前后兩次的重量差不超過0.005g。

后來許多廠家采用快速水分儀作為魚糜水分檢測的手段。快速水分儀通過加熱單元和水分蒸發(fā)通道快速干燥樣品，在干燥過程中持續(xù)測量并顯示丟失的水分含量。完成后，最終測定的水分含量值會被鎖定顯示。

相比于動輒耗時數(shù)小時的烘箱法，鹵素加熱可以在短時間內(nèi)達(dá)到大加熱功率，檢測效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于烘箱法。快速水分儀可以在10分鐘左右輸出結(jié)果，大大提高了檢測效率。

面對5分鐘/鍋的生產(chǎn)速度，檢測部門不得不配置多臺快速水分儀和多名檢測人員，以致企業(yè)需要負(fù)擔(dān)高昂的檢測成本。

在這種情況下，魚糜的水分檢測是否有更好的選擇？

二、       近紅外技術(shù)實時檢測水分含量

近紅外技術(shù)高效、便捷、無損的優(yōu)勢，可以確保其在不使用任何試劑和耗材的前提下，實時獲取魚糜水分?jǐn)?shù)據(jù)，且不對樣品造成破壞，可以代替快速水分儀實現(xiàn)對魚糜水分的快速檢測。

為了證實我們的觀點，我們進(jìn)行了以下實驗。

2.1 樣品信息

檢測對象：半成品魚糜

樣本數(shù)量：400份

檢測指標(biāo)及分布：水分，含量區(qū)間70%~80%

2.2 實驗儀器    

在線式近紅外光譜儀

2.3 樣品采集方法

我們收集了來自湖北某魚糜生產(chǎn)企業(yè)的400份魚糜樣品用于建模，每份樣品采集掃描一次。儀器參數(shù)：平均次數(shù)100，混樣次數(shù)1次，積分時間60ms 。

采用在線式近紅外分析儀為檢測設(shè)備，采集方式如圖1所示。

圖1 設(shè)備安裝和魚糜裝樣實拍圖

2.4 理化參考值來源

1) 理化檢測方法：烘箱法（130℃，烘烤1小時）

2) 檢測步驟：取掃描完光譜后的樣品2~3g，用藥勺將魚糜平攤在鋁箔盤上，放入烘箱在130℃中烘烤1h，然后取出樣品稱重計算水分含量。

三、       建模及分析：

3.1 原始光譜圖

圖2 原始光譜圖

為保證建模效果，建立模型前對原始光譜進(jìn)行平滑和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換（SNV）預(yù)處理，降低光譜的基線漂移等因素造成的影響，處理后的光譜如圖3所示。

圖3 預(yù)處理后光譜圖

3.2 建模結(jié)果

采用偏最小二乘法建立魚糜的水分定量分析指標(biāo)模型，過程中有幾個異常值被剔除，得到的結(jié)果如表1：

表1 模型參數(shù)

3.3建模集預(yù)測值/參考值相關(guān)性圖

圖4 魚糜水分預(yù)測值/真實值相關(guān)性圖

3.4 模型實測：

將上述模型導(dǎo)入設(shè)備交由客戶試用。在為期11天的試用期內(nèi)，客戶共驗證了108個樣品，驗證結(jié)果如圖5和表2所示。可以看到，與模型參數(shù)吻合，驗證結(jié)果良好。

圖5 模型試運行預(yù)測誤差分布圖(誤差=近紅外預(yù)測值-烘箱法水分值)

表2 模型試運行結(jié)果

從試運行結(jié)果可看出，模型的運行情況良好，誤差分布范圍狹窄，無系統(tǒng)性偏差，可以滿足魚糜生產(chǎn)過程中水分快速檢測的需求。

目前該廠已經(jīng)用近紅外分析儀替代大部分快速水分儀，用于監(jiān)測魚糜生產(chǎn)過程中的水分含量變化。

除此之外，經(jīng)過實際的反復(fù)驗證與面市后的不斷改善，我們發(fā)現(xiàn)我們的在線近紅外光譜儀在魚糜行業(yè)具有以下幾個突出優(yōu)勢：

1.實時輸出檢測結(jié)果

儀器安裝在生產(chǎn)線上實時分析線上生產(chǎn)狀況，根據(jù)分析數(shù)據(jù)即刻反饋進(jìn)行工藝管控。在線分析可對重要參數(shù)進(jìn)行反饋優(yōu)化，減少返工，使產(chǎn)品一致性更好。

2.操作簡單、檢測精準(zhǔn)

儀器安裝完成后無需人為干預(yù)，數(shù)據(jù)會實時傳輸至電腦。且近紅外技術(shù)不受稱量、取樣、制樣等環(huán)節(jié)中人員操作引入的誤差影響，精密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法。

3.綠色環(huán)保、節(jié)約成本

分析前魚糜樣品無需預(yù)處理，分析過程中不破壞樣品，分析完成后不產(chǎn)生消耗和污染。節(jié)省了快速水分儀和人工費用，幫助企業(yè)大大節(jié)約成本。

4.人性化定制

可以根據(jù)客戶實際需求，選配或定制附件。儀器接口面板可定制化開發(fā)，支持多種網(wǎng)口通訊。能實現(xiàn)與生產(chǎn)工藝的聯(lián)動，方便廠家根據(jù)需要卡邊控制產(chǎn)品水分，實現(xiàn)利潤提升。

相信在近紅外技術(shù)的幫助下，廣大魚糜企業(yè)可以更好地穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，讓白度、彈性、凝膠強(qiáng)度等指標(biāo)更接近預(yù)期，給人民群眾帶來品質(zhì)更佳、口感更好的魚糜制品。